| 研究課題/領域番号 |
17K06962
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| 研究機関 | 山梨大学 |
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研究代表者 |
中村 一彦 山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (40402086)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 水中光無線 / 可視光レーザ |
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| 研究実績の概要 |
本研究課題では，高速・長距離伝送が可能な水中光無線通信システムの実現のために，複数の波長の可視光レーザを利用した伝送システムの検討を行う．本年度は，伝送距離延伸のために，周波数利用効率は劣るが低い受信SNRでも復調が可能なオンオフキーイング(OOK)変調方式のギガビット伝送と伝送距離延伸について実験的に検討した．送信側では，パルスパターン発生器により生成した500M～2Gbit/sのOOK信号を波長405nmの青色LDにより電気・光変換を行い，直径2㎜の平行光にして水中に出射した．出射光は水中通信路として設置した水道水で満たされたアクリルパイプ中を伝搬し受信側の光検知器にて受光される．今回の検討では，光検知器として，帯域1GHzを有する広帯域な光電子増倍管(PMT)を利用した．高速水中光無線通信では従来アバランシェPDが良く用いられているが，より高感度なPMTにより伝送距離の延伸が期待できる．実験結果から，伝送速度1.5Gbit/s以下であれば誤り訂正符号適用時エラーフリー伝送が可能となるしきい値ビット誤り率10^-3以下を満たす高速伝送が可能であることを確認した．1Gbit/s伝送時では，APDと比べて受信感度が約17dB改善した．伝送距離に換算すると約3倍の延伸化が可能となる．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
青色レーザ単体を用いたシングルビームOOK信号と広帯域PMTを組み合わせることで，約3倍もの伝送距離の延伸化が伝送速度を落とすことなく可能であることが実験的に確認できた．昨年度の検証により，青色レーザと緑色レーザによる波長分割多重(WDM)伝送システムを構築済みなので，今後はWDM伝送による伝送速度の向上と波長依存性の調査が必要と考える．
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| 今後の研究の推進方策 |
さらなる伝送速度の向上のため，OOK信号と広帯域PMTを適用したWDM伝送システムでの水中伝送実験による検証を行う予定である．また，現在は受信したOOK信号で直接ビット誤り率を測定しているので，ディジタル信号処理を組み合わせることによる受信感度改善の効果も確認したい．本年度購入予定の水槽により水中伝送時の光信号画像を取得し，レーザビームの到来方向推定に関する検討も行う予定である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究成果発表の場として予定していた国際会議が最終年度の7月となったため，次年度使用額はその研究成果発表に関する費用として使用する予定である．
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