| 研究課題/領域番号 |
17360176
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
通信・ネットワーク工学
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
植之原 裕行 東京工業大学, 精密工業研究所, 准教授 (20334526)
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| 研究分担者 |
松谷 晃宏 東京工業大学, 技術部, 技術専門員 (40397047)
小西 毅 大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (90283720)
和田 尚也 東京工業大学, 情報通信研究機構, 研究マネージャ (20358873)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2007
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| キーワード | フォトニックネットワーク / 電子デバイス・機器 / 光物性 |
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| 研究概要 |
速度40Gbps以上の超高速光通信で必須の誤り検出・訂正技術の、高速化にともなう消費電力増大と処理遅延増加の課題を解決するため、本研究では速度40Gbps以上の高速な光信号の誤りを検出する光信号処理手法の確立を目指した。
まず光信号処理に適した符号と回路構成の選定を行った。構成については光信号が伝送しながらにして受信側で誤りの存在を検出可能とするコンセプトを基本とした。隣接2ビットの排他的論理和を情報ビットと同ビットレートの検査ビットとした場合、両者の和は元の情報ビットを1ビットシフトした符号となる。従って、波長多重された情報ビット列と検査ビット列を波長分波器で分離した後、両者を足し合わせた(排他的論理和)結果を元の符号に対して1ビットシフトした符号列と同時にバランスド型受信器で検出することにより、誤りがない場合には出力は0となり、誤りがあれば出力が発生する方式を提案した。
誤り訂正の能力がどの程度あるかを検証するため、一定ビット数の中に発生する全誤りパターンに対して誤り訂正後も誤りのままである残留確率をフレーム誤り率と定義し、解析的に導出した。その結果、誤り訂正を行わない場合と比較して、受信感度の改善として1.5dBが見込まれる結果が得られた。
次に、符号化器・復号化器のキーデバイスであるSOA-MZI型全光排他的論理和(XOR)の最適動作条件をレート方程式を用いて解析的に検討し、実験的に動作実証を行った。制御光パワー条件と高速化のために用いるプッシュ・プル回路の分岐比・時間遅延量の最適条件を導出した。またSOA-MZI型全光XOR回路の10Gbpsおよび40Gbpsでの動作検討を行い、10Gbpsでは充分な信号品質が得られたが、40Gbpsではパターン効果による信号品質劣化の問題が見られた。特性改善のためには、より高速なSOAを用いるとともに、SOA-MZIに用いられる2個のSOAの特性をなるべく合わせる必要がある。
この結果をもとに、3段の全光XOR回路を接続した符号化器・復号化器の動作解析を行った。40Gbpsの速度において、パターン効果の影響が見られるものの受信信号に誤りが無いときとあるときの誤り検出信号の強度差が6dB程度得られる結果となった。
最後に誤り検出の動作検証を行った。キャリア回復時間が130psであることを考慮して10Gbpsで測定し、受信信号に誤りが無いときに誤り検出信号はオール0となること、誤りが含まれるときにレベル1の信号が生成できることを実証した。
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