多導体線路におけるモード分割多重伝送方式の実装

2023 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 23K03839
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 松嶋 徹 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (00571415)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• キーワード: 高速信号伝送 / 有線通信 / 固有モード / クロストーク

研究実績の概要

有線通信の大容量化のために平衡伝送のための多対化が進んでいるが、線路間の漏話（クロストーク) の低減が課題である。これまでに申請者は多導体通信ケーブルにおいて、クロストークを低減し信号伝送容量の増加および信号線使用率の向上を実現する手法であるモード分割多重伝送方式を提案し、理想的な系についてシミュレーションにより有効性を実証してきた。
今年度はシールド付きカッドケーブル（ＳＴＱケーブル）について、伝送特性の測定により等価回路構築を行った。まず、複数の長さのケーブルに対して8ポートの伝送特性測定を行い、それらの結果を利用してコネクタ部分の特性を除去した。さらに、伝送線路の1次定数を求め、それらを利用してモードごとの2次定数を求めた。
また、本手法は信号ドライバの出力値を多値にする必要があり、その数が増えると送受信回路が複雑になる。そこで、多値数を少なくする信号割り当て法を検討し、シミュレーションにより検証した。

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

計画通りシールド付き多線ケーブルを入手した。さらに、その特性を測定することで等価回路構築を行っており、研究の進捗はおおむね計画通りに進展している。研究成果の公表の観点では2023年度内に国内会議発表予定であったが、2024年6月に行う予定である。

今後の研究の推進方策

屈曲状態のケーブルにおける伝送特性の評価や解析を行い、信号の不連続部で生じるモード変換によって発生するクロストークを定式化し予測法を確立する。また、測定およびシミュレーションによりその影響を評価する。
また、別研究により信号生成回路を作製中であり、この回路を用いてランダム信号をケーブルに印加し、本手法の有効性の実証も行う。

次年度使用額が生じた理由

ケーブルの入手性の悪さから特注の必要が想定されていたが、ケーブルメーカーとの調整により、ケーブルおよびコネクタを入手できた。また、購入予定であった差動プローブも現在検討している周波数帯で代用可能なものを所持していたため購入しなかった。予定していた差動プローブは、次年度以降にさらに高い周波数帯を評価する際に購入する。