コヒーレント光ファイバ通信方式の伝送限界に関する研究

• 研究課題/領域番号: 25249038
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 菊池 和朗 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50134458)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 43,940千円 (直接経費: 33,800千円、間接経費: 10,140千円); 2015年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円); 2014年度: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円); 2013年度: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
• キーワード: 光ファイバ通信 / 先端的通信 / フォトニックネットワーク / 情報通信工学

研究成果の概要

多次元パーミュテーション変調方式のコヒーレント光通信システムへの導入について検討した。パワー効率とスペクトル効率を用いて，この変調方式の性能を統一的に論じた。従来から知られていた偏波スイッチQPSK方式や偏波QAM方式は4次元パーミュテーション変調として分類できることを示したのち，パワー効率とスペクトル効率に優れた新しい4次元変調方式を見出した。さらに，次元を上げることにより，シャンノン限界に近づくことができることが示された。

研究成果

• [雑誌論文] Fundamentals of coherent optical fiber communications (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Kikuchi
  • 雑誌名: J. Lightwave Technology 巻: 32 号: 1 ページ: 157-179
  • DOI: 10.1109/jlt.2015.2463719
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Multi-dimensional permutation-modulation format for coherent optical communications (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Ishimura and K. Kikuchi
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 23 号: 12 ページ: 15587-15597
  • DOI: 10.1364/oe.23.015587
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Eight-state trellis-coded optical modulation with signal constellation of four-dimensional M-ary quadrature-amplitude modulation (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Ishimura and K. Kikuchi
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 23 号: 5 ページ: 6692-6704
  • DOI: 10.1364/oe.23.006692
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Multi-level signaling in the Stokes space and its application to large-capacity optical communications (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Kikuchi and S. Kawakami
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 22 ページ: 7374-7387
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic polarization-division demultiplexing based on digital signal processing in intensity-modulation direct-detection optical communication systems (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Kikuchi
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 22 ページ: 1971-1980
  • 査読あり
• [学会発表] Coherent optical communication technology (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Kikuchi
  • 学会等名: OptoElectronics and Communications Conference/ Conference on Photonics in Switching (OECC/PS2016)
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2016-07-03
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Coherent Optical Communications: Past, Present and Future (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Kikuchi
  • 学会等名: Conference on Optoelectronics & Optical Communications (COOC2016)
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2016-06-01
  • 招待講演
• [学会発表] Fast decoding and LLR-computation algorithms for high-order set-partitioned 4D-QAM constellations (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Ishimura and K. Kikuchi
  • 学会等名: European Conference on Optical Communication (ECOC2015)
  • 発表場所: Valencia, Spain
  • 年月日: 2015-09-27
  • 国際学会
• [学会発表] The past, present, and future of coherent optical fiber communications (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Kikuchi
  • 学会等名: Advanced Photonics Congress
  • 発表場所: Boston, MA, USA
  • 年月日: 2015-06-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Experimental demonstration of the 8-state trellis-coded 4D-QPSK optical modulation format (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Ishimura and K. Kikuchi
  • 学会等名: Optical Fiber Communications Conference (OFC 2015)
  • 発表場所: Los Angeles, CA, USA
  • 年月日: 2015-03-22 – 2015-03-26
• [学会発表] セット分割4 次元QAM 信号の高速復号アルゴリズムの提案 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石村昇太, 菊池和朗
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 立命館大学（滋賀県草津市）
  • 年月日: 2015-03-10 – 2015-03-13
• [学会発表] ディジタルコヒーレント通信を支える変復調技術とその最新動向-多次元光変復調技術- (2015)
  • 著者名/発表者名: 菊池和朗
  • 学会等名: 電子情報通信学会第二種研究会EXAT研究会
  • 発表場所: 宝山ホール（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2015-02-15
  • 招待講演
• [学会発表] 8 状態トレリス符号化4D-QPSK光変調方式の実験的検証 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石村昇太, 菊池和朗
  • 学会等名: 電子情報通信学会光通信システム研究会
  • 発表場所: NHK広島放送局（広島県広島市）
  • 年月日: 2014-11-13 – 2014-11-14
• [学会発表] 多次元光変調方式 (2014)
  • 著者名/発表者名: 菊池和朗
  • 学会等名: 電子情報通信学会OCS第二種研究会
  • 発表場所: 東工大大岡山キャンパス蔵前会館（東京都目黒区）
  • 年月日: 2014-07-31
  • 招待講演
• [学会発表] 8-State trellis-coded optical modulation schemes with 4-dimensional set partitioning (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Ishimura and K. Kikuchi
  • 学会等名: OptoElectronics and Communication Conference and Australian Conference on Optical Fibre Technology 2014 (OECC/ACOFT 2014)
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 2014-07-06 – 2014-07-10
• [学会発表] 16-ary Stokes-vector modulation enabling DSP-based direct detection at 100 Gbit/s (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Kikuchi and S. Kawakami
  • 学会等名: Optical Fiber Communications Conference (OFC 2014)
  • 発表場所: San Francisco (USA)
• [学会発表] Multi-dimensional permutation modulation aiming at both high spectral efficiency and high power efficiency (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Ishimura and K. Kikuchi
  • 学会等名: Optical Fiber Communications Conference (OFC 2014)
  • 発表場所: San Francisco (USA)
• [学会発表] 強度変調・直接検波光通信システムにおけるディジタル信号処理を用いた偏波多重分離技術 (2014)
  • 著者名/発表者名: 菊池和朗
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 新潟 （新潟大学）
• [学会発表] 4次元セット分割を適用した8状態トレリス符号化光変調方式の提案 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石村昇太，菊池和朗
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 新潟 (新潟大学）
• [学会発表] Blind equalization and carrier-phase recovery in QPSK coherent optical receivers based on modified constant-modulus algorithm (2013)
  • 著者名/発表者名: Md. S. Faruk and K. Kikuchi
  • 学会等名: The Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO-PR 2013) & Optoelectronics and Communications Conference (OECC 2013)/ Photonics in Switching (PS 2013)
  • 発表場所: 京都 （国立京都国際会館）
• [学会発表] Coherent optical communications: past, present and future (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kikuchi
  • 学会等名: The Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO-PR 2013) & Optoelectronics and Communications Conference (OECC 2013)/ Photonics in Switching (PS 2013)
  • 発表場所: 京都 （国立京都国際会館）
  • 招待講演
• [学会発表] Proposal of optical-sampling-based constellation monitor for DP-QPSK signals (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kikuchi and S. Y. Set
  • 学会等名: The Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO-PR 2013) & Optoelectronics and Communications Conference (OECC 2013)/ Photonics in Switching (PS 2013)
  • 発表場所: 京都 （国立京都国際会館）
  • 招待講演
• [学会発表] ディジタルコヒーレント光通信システムの概要 (2013)
  • 著者名/発表者名: 菊池和朗
  • 学会等名: 電子情報通信学会ソイエティ大会
  • 発表場所: 福岡 (福岡工業大学）
  • 招待講演
• [学会発表] ディジタルコヒーレント光通信の基礎 (2013)
  • 著者名/発表者名: 菊池和朗
  • 学会等名: 電子情報通信学会光通信システム研究会
  • 発表場所: 東京 (すみだ産業会館）
  • 招待講演
• [学会発表] ストークス空間での多値化技術と大容量コヒーレント光伝送への応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 菊池和朗，川上彰二郎
  • 学会等名: 電子情報通信学会光通信システム研究会
  • 発表場所: 東京 (すみだ産業会館）
• [学会発表] コヒーレント光通信システムにおける多次元変復調方式の検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石村昇太, 菊池和朗
  • 学会等名: 電子情報通信学会光通信システム研究会
  • 発表場所: 福岡 （門司港レトロ）
• [産業財産権] 光信号受信装置、ストークスベクトル処理回路及び光信号送受信システム (2014)
  • 発明者名: 菊池和朗，川上彰二郎
  • 権利者名: 菊池和朗，川上彰二郎
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-006118
  • 出願年月日: 2014-01-16
• [産業財産権] 信号処理方法，検波方法および検波装置 (2013)
  • 発明者名: 菊池和朗，セット ジ イヨン
  • 権利者名: 菊池和朗，セット ジ イヨン
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-110361
  • 出願年月日: 2013-05-24