最適化アルゴリズムを用いた光パルスの信号品質向上による高性能光A/D変換の実現

利用优化算法提高光脉冲信号质量，实现高性能光A/D转换

基本信息

批准号：
20J10484
负责人：
山崎佑
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、IoTや5Gなどの普及に伴いますます増加することが予想されている通信トラフィックに対応するために、伝送容量の制限要因を打破するアプローチに関する研究である。本年度は、A)光通信の受信段におけるフロントエンドとなるA/D変換の高性能化と、B)伝送時の信号品質劣化の低減を行った。得られた結果は以下の通りである。A)電気的なA/D変換と比較して処理の高速化が可能な光A/D変換の高性能化について、サンプリング用光パルス列の強度ゆらぎの抑制と、広帯域なサンプリング用光パルス列と狭帯域な電気的な光検出器との帯域整合について検討を行った。強度ゆらぎの抑制に関しては、提案手法を用いて25%の強度ゆらぎの低減を実験的に実証した。また、帯域整合については、10 GHzの正弦波を入力アナログ信号とし、一般的に、電気的な光検出器では検出が困難な100 GS/sの超高速サンプリング光信号の検出の実証に成功した。さらに、帯域整合後の信号の信号品質改善手法についても提案を行い、その効果を確認している。B)光フラクショナルOFDMは、現在主流となっている2つの多重化方式間の変換が可能な伝送方式であり、伝送の自由度を向上させることができる。そのような特徴を持った光フラクショナルOFDMに対して、高非線形ファイバを用いた長距離伝送のエミュレーションを行い、非線形光学効果による信号品質劣化の低減が可能なことを実験的に実証した。

这项研究是关于克服传输容量限制因素的方法，以应对随着物联网、5G等的普及而预计进一步增加的通信流量。今年，我们的工作目标是：A) 提高 A/D 转换（光通信接收级前端）的性能；B) 减少传输过程中的信号质量下降。得到的结果如下。 A) 为了提高光 A/D 转换的性能，与电 A/D 转换相比，处理速度更快，我们重点关注抑制采样光脉冲串以及宽带采样光脉冲中的强度波动我们研究了宽带电光电探测器的波段匹配。关于强度波动的抑制，我们通过实验证明，使用所提出的方法可以将强度波动减少 25%。在频带匹配方面，我们使用10 GHz正弦波作为输入模拟信号，并成功演示了对100 GS/s超高速采样光信号的检测，这通常是电光电探测器难以检测到的。此外，我们还提出了一种在频带匹配后提高信号质量的方法，并证实了其有效性。 B) 光部分式OFDM是一种可以在目前主流的两种复用方式之间进行转换的传输方式，可以提高传输的自由度。对于具有这种特性的光学分数正交频分复用，我们使用高度非线性光纤进行了长距离传输仿真，并通过实验证明可以减少由于非线性光学效应而导致的信号质量下降。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

100-GHz FrOFDM-Based Serial-to-Parallel Converter and QPSK Modulation Format Applicability

基于 FrOFDM 的 100 GHz 串并转换器和 QPSK 调制格式适用性

DOI：
10.1109/jstqe.2020.3034918
发表时间：
2021
期刊：
IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics
影响因子：
4.9
作者：
Yu Yamasaki;Takuya Nakamichi;Yuta Kaihori;Gabriella Cincotti;and Tsuyoshi Konishi
通讯作者：
and Tsuyoshi Konishi

Experimental emulation of nonlinear distortion suppression by FrOFDM subcarriers

DOI：
10.1587/elex.17.20200241
发表时间：
2020-09
期刊：
IEICE Electron. Express
影响因子：
0
作者：
Y. Yamasaki;T. Nagashima;G. Cincotti;S. Shimizu;K. Hattori;M. Okuno;S. Mino;A. Himeno;N. Wada;H. Uenohara;T. Konishi
通讯作者：
Y. Yamasaki;T. Nagashima;G. Cincotti;S. Shimizu;K. Hattori;M. Okuno;S. Mino;A. Himeno;N. Wada;H. Uenohara;T. Konishi

最適化アルゴリズムを用いた低雑音パルス列生成手法の検討

基于优化算法的低噪声脉冲串生成方法研究