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2011 年度 実績報告書

シャノン限界を目指した超長距離・大容量コヒーレント光伝送システムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 22246046
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)

キーワード情報通信工学 / フォトニックネットワーク
研究概要

ナイキスト波長分割多重技術は,帯域が符号速度周波数の矩形状光スペクトルを有する光信号をギャップなく波長軸上に配置する方式である。これによって1symbol/s/Hzの周波数利用効率が実現される。本研究では、ナイキスト波長分割多重・偏波多重QAM光信号のビット誤り率特性を実験的に評価し,以下の成果をあげた。
(1)ディジタル信号処理(DSP),ディジタル・アナログ変換器(DAC),IQ光変調器を用いて,符号速度10Gsymbol/sにおいて10GHz帯域の矩形状光スペクトルを有する4QAM,16QAM,64QAM光信号を発生させた。
(2)そのQAM信号2チャネルを波長多重し,クロストーク特性を明らかにした。10GHzの周波数チャネル間隔において,4QAMではパワーペナルティは確認されなかった。16QAMおよび64QAMでは,それぞれ,1dBおよび2dBのパワーペナルティが示された。これらの劣化は,時間インターリーブDACのチャンネル不整合により生じる,受信信号のスプリアススペクトルによるものであることがわかった。
(3)また,10Gsymbol/sナイキスト波長分割多重・偏波多重64QAM信号の50km伝送実験を行った。

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

判断の理由は以下の通りである。
(1)オフセット周波数は手動で調整してはいるが,ナイキストWDM偏波多重QAM光信号のビット誤り率特性を,実験的に評価することができた。デジタル信号処理回路,デジタル・アナログ変換器,IQ光変調器によって,10GHz帯域の矩形状光スペクトルを有する10Gsymbol/s偏波多重QAM光信号を,周波数間隔10GHzで周波数多重する技術が確立された。
(2)さらに,back-to-backおよび伝送実験により,ナイキストWDM偏波多重QAM光信号のビット誤り率特性を劣化させる原因を,かなりの程度解明することができた。

今後の研究の推進方策

今後の研究の方針は以下の通りである。
(1)ナイキストWDM信号の波長分離特性は,オフセット周波数の影響を受けることが明らかになった。今後はオフセット周波数を推定・補償するアルゴリズムを整備する。
(2)次に,キャリア位相揺らぎ,周波数オフセットが存在する環境下で,ナイキストフィルタリングを行うアルゴリズムを開発し,受信器に実装する。具体的には,(1)で推定した周波数オフセットを用いて,周波数領域でのナイキストフィルタの中心周波数をシフトさせる手法を検討する。
(3)ナイキストWDM信号の伝送特性は,光ファイバの非線形性により劣化する。非線形効果の影響を,シミュレーションおよび伝送実験により評価する。さらに非線形効果を補償する効率的なアルゴリズムを検討する。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Novel configuration of finite-impulse-response filters tolerant to carrier-phase fluctuations in digital coherent optical receivers for higher-order quadrature amplitude modulation signals2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Mori
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 20 ページ: 26236-26251

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of semiconductor-laser phase noise and estimation of bit-error rate performance with low-speed offline digital coherent receivers2012

    • 著者名/発表者名
      K. Kikuchi
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 20 ページ: 5291-5302

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance analyses of polarization demultiplexing based on constant-modulus algorithm in digital coherent optical receivers2011

    • 著者名/発表者名
      K. Kikuchi
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: vol.19, no.10 ページ: 9868-9880

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly-sensitive coherent optical detection of M-ary frequency-shift keying signal2011

    • 著者名/発表者名
      K. Kikuchi
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 19 ページ: B32-B39

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Digital coherent optical communication systems: Fundamentals and future prospects2011

    • 著者名/発表者名
      K. Kikuchi
    • 雑誌名

      IEICE Electronics Express

      巻: 8 ページ: 1642-1662

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analyses of wavelength- and polarization-division multiplexed transmission characteristics of optical quadrature-amplitude-modulation signals2011

    • 著者名/発表者名
      K. Kikuchi
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 19 ページ: 17985-17995

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adaptive frequency-domain equalization in digital coherent receivers2011

    • 著者名/発表者名
      Md. S. Faruk
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 19 ページ: 12789-12798

    • 査読あり
  • [学会発表] Frequency stabilization of multiple semiconductor lasers for Nyquist-WDM transmission systems2013

    • 著者名/発表者名
      K. Igarashi
    • 学会等名
      Optical Fiber Communications Conference (OFC 2013)
    • 発表場所
      Anaheim, CA, USA
    • 年月日
      20130317-20130321
  • [学会発表] Dual-stage decision-directed phase estimator enabling perfect frequency-offset elimination in digital coherent optical receivers2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Mori
    • 学会等名
      Optical Fiber Communications Conference (OFC 2013)
    • 発表場所
      Anaheim, CA, USA
    • 年月日
      20130317-20130321
  • [学会発表] Influence of channel misalignment of time-interleaved DAC on sensitivity degradation in coherent optical receivers2013

    • 著者名/発表者名
      C. Han
    • 学会等名
      Optical Fiber Communications Conference (OFC 2013)
    • 発表場所
      Anaheim, CA, USA
    • 年月日
      20130317-20130321
  • [学会発表] Digital coherent transmission2013

    • 著者名/発表者名
      K. Kikuchi
    • 学会等名
      Optoelectronics and Communications Conference (OECC 2012)
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      2013-07-26
  • [学会発表] Principle of adaptive-filter-based signal processing in digital coherent receivers2012

    • 著者名/発表者名
      K. Kikuchi
    • 学会等名
      European Conference on Optical Communication (ECOC 2012)
    • 発表場所
      Amsterdam, Netherland
    • 年月日
      20120916-20120920
    • 招待講演
  • [学会発表] Kerr-effect compensation with parallel single split-steps in digital coherent receivers2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Mori
    • 学会等名
      Optoelectronics and Communications Conference (OECC 2012)
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      20120702-20120706
  • [学会発表] Front-end IQ-error compensation in coherent optical receivers2012

    • 著者名/発表者名
      Md. S. Faruk
    • 学会等名
      Optoelectronics and Communications Conference (OECC 2012)
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      20120702-20120706
  • [学会発表] Novel FIR-filter configuration tolerant to fast phase fluctuations in digital coherent receivers for higher-order QAM signals2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Mori
    • 学会等名
      Optical Fiber Communications Conference (OFC 2012)
    • 発表場所
      Los Angeles, CA, USA
    • 年月日
      20120304-20120308
  • [学会発表] Highly-sensitive coherent optical detection of M-ary frequency-shift keying signal2011

    • 著者名/発表者名
      K. Kikuchi
    • 学会等名
      European Conference on Optical Communication (ECOC 2011)
    • 発表場所
      Geneva, Switzerland
    • 年月日
      20110918-20110922
  • [学会発表] Monitoring of optical signal-to-noise ratio using statistical moments of adaptive-equalizer output in coherent optical receivers2011

    • 著者名/発表者名
      Md. S. Faruk
    • 学会等名
      Opto-Electronics and Communications Conference (OECC 2011)
    • 発表場所
      Kaohsiung, Taiwan
    • 年月日
      20110704-20110708
  • [学会発表] Carrier-phase-insensitive operation of FIR filters adapted by the decision-directed LMS algorithm in digital coherent optical receivers2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Mori
    • 学会等名
      Opto-Electronics and Communications Conference (OECC 2011)
    • 発表場所
      Kaohsiung, Taiwan
    • 年月日
      20110704-20110708
  • [学会発表] Analyses of polarization-multiplexed WDM transmission characteristics of high-order optical QAM signals2011

    • 著者名/発表者名
      K. Kikuchi
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO 2011)
    • 発表場所
      Baltimore, MA, USA
    • 年月日
      20110501-20110506
  • [学会発表] Frequency-domain adaptive equalization in digital coherent receivers2011

    • 著者名/発表者名
      Md. S. Faruk
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO 2011)
    • 発表場所
      Baltimore, MA, USA
    • 年月日
      20110501-20110506

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公開日: 2014-07-24  

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