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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J10484/
• 关键词: 伝送容量; 信号品質; 光A/D変換; サンプリング; 光通信; 光信号処理; 帯域整合

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。

这项研究是一项研究，以分解传输能力的限制因素以适应通信流量的研究，随着物联网和5G的传播，预计该方法将越来越多。今年，a）提高了A/D转换的性能，这是光学通信接收阶段的前端，b）在传输过程中降低信号质量降解。所获得的结果如下：a）关于光学A/D转换性能的改善，与电气A/D转换相比，我们调查了光学脉冲序列中强度波动的抑制，以进行采样和宽带采样频带采样型光脉冲序列和狭窄的电气电机光电射击器之间的频带匹配。关于强度波动的抑制，我们在实验上证明了使用该方法的强度波动降低了25％。此外，关于频带匹配，将10 GHz正弦波用作输入模拟信号，我们成功证明了检测到100 gs/s的超高采样光学信号，通常很难用电气光探测器检测到。此外，已经提出了一种改善频段匹配后信号信号质量的方法，并已确认其效果。 b）光学分数OFDM是一个传输系统，它允许在目前是主流的两种多路复用方法之间转换，并且可以提高传输自由度。对于具有此类特性的光学分数OFDM，我们使用高非线性纤维进行了长距离传输仿真，并在实验上证明，由于非线性光学效应引起的信号质量降解可以降低。

项目成果

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
• 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

• 发表时间: 2020
• 作者: 山崎佑;小西毅
• 通讯作者: 小西毅