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2018 年度 実績報告書

光ファイバ無線伝送のための光ファイバ給電技術の確立

研究課題

研究課題/領域番号 17H03260
研究機関電気通信大学

研究代表者

松浦 基晴  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (40456281)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード光ファイバ無線 / 光ファイバ給電 / ダブルクラッド光ファイバ / 光ファイバネットワーク / 無線通信ネットワーク / 無線基地局
研究実績の概要

本研究では,将来の無線通信ネットワークのための光ファイバ無線伝送において,無線基地局を光ファイバ回線を用いた光電力給電によって駆動する独自の光ファイバ給電技術をもとに,実利用を想定した高度化を行うことを目的としている.とりわけ,給電能力については従来技術の100倍を越える能力をターゲットとして研究開発を進め,その有効性を明らかにすることがねらいである。
今年度については,100 Wを超える給電光入力に関する検討,2. 光電力伝送効率の向上を中心に研究開発を行った.
1. については,最大4台の高出力レーザを用意し,伝送距離1 kmの光ファイバ伝送路において,最大150 Wの給電光入力下での信号・電力の伝送特性評価を行った.また,150 W給電光入力下における伝送系の温度特性の評価を行い,光ファイバ給電システムの安定性評価を行った.前者については,150 W給電下においても,下り・上りデータ信号の伝送特性に与える影響はほとんど見られず,高い伝送特性が得られることを明らかにした.また,後者についても,150 W給電下での温度上昇は小さく,長時間動作における安定性に大きな目処が立つことを立証した.
2. については,これまでに伝送系ではファイバ伝送後の給電光の電力の取り出しに,構成上,漏れ成分が多く存在していた。これを改善するために新しい光分波回路を実際に構築した.これと併せて,給電光波長帯で高い光電変換効率を有する光電変換素子を導入し,電力伝送効率の評価を行った.これにより,70 Wの給電光入力に対し,20 Wを超える電気電力の送電が可能であることを実証した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

最大伝送可能な給電光パワー,電力伝送効率ともに予想を超える高性能化を達成している状況にあり,提案する光ファイバ給電技術の有効性が明らかになっている.得られた成果は,国内外で高い評価を得ており,国際的に権威のある賞を受賞したり,国内外での招待講演の依頼なども増加している状況になっている.

今後の研究の推進方策

新年度の実証実験む向けた準備として,伝送系の設計・試作なども順調に進んでおり,研究計画に沿った開発を順調に進められる準備も整っている.特に大きな研究計画の変更はなく,研究を予定通り遂行していく予定である.

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 8件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Selective amplitude-level regeneration based on blue-chirp spectral slicing using QD-SOAs2019

    • 著者名/発表者名
      Matsuura M.、Ito G.
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 27 ページ: 3030~3030

    • DOI

      10.1364/OE.27.003030

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multichannel Data Signals and Power Transmission by Power-Over-Fiber Using a Double-Clad Fiber2018

    • 著者名/発表者名
      Kamiyama Daisuke、Yoneyama Akira、Matsuura Motoharu
    • 雑誌名

      IEEE Photonics Technology Letters

      巻: 30 ページ: 646~649

    • DOI

      10.1109/LPT.2018.2810158

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photonic analog-to-digital conversion using a red frequency chirp in a semiconductor optical amplifier2018

    • 著者名/発表者名
      Hoshino Hiroki、Okada Takuya、Matsuura Motoharu
    • 雑誌名

      Optics Letters

      巻: 43 ページ: 2272~2272

    • DOI

      10.1364/OL.43.002272

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optically powered drone small cells using optical fibers2018

    • 著者名/発表者名
      Yazawa Ryo、Matsuura Motoharu
    • 雑誌名

      IEICE Electronics Express

      巻: 15 ページ: 20180371

    • DOI

      10.1587/elex.15.20180371

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 無線基地局のための光ファイバ給電技術2018

    • 著者名/発表者名
      松浦基晴
    • 雑誌名

      レーザー研究

      巻: 46 ページ: 688-692

    • 査読あり
  • [学会発表] 150-Watt power-over-fiber feed for bidirectional radio-over-fiber systems using a double-clad fiber2019

    • 著者名/発表者名
      N. Tajima, D. Kamiyama, and M. Matsuura
    • 学会等名
      OFC 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Selective mark or space levelamplitude regeneration using blue chirp spectral slicing in a QD-SOA2019

    • 著者名/発表者名
      M. Matsuura and G. Ito
    • 学会等名
      OFC 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] ダブルクラッド光ファイバを用いた光給電型光ファイバ無線システムにおける高強度給電光伝送2019

    • 著者名/発表者名
      田嶋奈奈, 上山大輔, 松浦基晴
    • 学会等名
      電子情報通信学会フォトニックネットワーク研究会
  • [学会発表] ダブルクラッド光ファイバを用いた光給電型光ファイバ無線伝送における電力伝送高効率化2019

    • 著者名/発表者名
      上山大輔, 田嶋奈奈, 野本颯人, 松浦基晴
    • 学会等名
      電子情報通信学会フォトニックネットワーク研究会
  • [学会発表] 光ビーム入射法を用いた光給電型マルチモード光ファイバ無線伝送のクロストーク抑制2019

    • 著者名/発表者名
      久保木駿, 松浦基晴
    • 学会等名
      電子情報通信学会フォトニックネットワーク研究会
  • [学会発表] 信号と電力の同時伝送を目的とした光ファイバ給電2019

    • 著者名/発表者名
      松浦基晴
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Optically-powered radio-over-fiber systems2018

    • 著者名/発表者名
      M. Matsuura
    • 学会等名
      CLEO 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Flight demonstration of power-over-fiber drone for airborne base stations2018

    • 著者名/発表者名
      R. Yazawa and M. Matsuura
    • 学会等名
      OECC 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Over 1-km power-over-fiber using a double-clad fiber for bidirectional RoF systems2018

    • 著者名/発表者名
      N. Tajima, A. Yoneyama, D. Kamiyama, and M. Matsuura
    • 学会等名
      OECC 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] 10-GSample/s, 15-level optical quantization using frequency chirp in a quantum-dot SOA2018

    • 著者名/発表者名
      T. Okada, H. Hoshino, and M. Matsuura
    • 学会等名
      OECC 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Power-over-fiber for radio-over-fiber-based distributed antenna systems2018

    • 著者名/発表者名
      M. Matsuura
    • 学会等名
      CLEO-PR 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Power-over-fiber technologies for radio-over-fiber systems2018

    • 著者名/発表者名
      M. Matsuura
    • 学会等名
      MWP Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ダブルクラッド光ファイバを用いた光給電型光ファイバ無線システムにおける長距離双方向伝送2018

    • 著者名/発表者名
      田嶋奈奈, 上山大輔, 松浦基晴
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサエティ大会
  • [学会発表] 空中基地局のための光ファイバ給電式ドローン2018

    • 著者名/発表者名
      矢澤諒, 松浦基晴
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサエティ大会
  • [備考] 電気通信大学 松浦研究室

    • URL

      http://www.mm.cei.uec.ac.jp/index.html

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公開日: 2019-12-27  

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