ディジタル信号処理を用いたコヒーレントナイキストパルス伝送の高度化に関する研究

使用数字信号处理的相干奈奎斯特脉冲传输的进展研究

• 批准号: 20J13062
• 负责人: 木村 光佑
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tohoku 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-20J13062/
• 关键词: デジタルコヒーレント伝送; ナイキストパルス; OTDM; Chirped FBG; 低非線形分散マネージ伝送路; WDM; ディジタルコヒーレント伝送

本年度は、コヒーレントナイキストパルスを用いた波長当たり1 Tbit/sを超える高速な長距離WDM伝送の実現に向けた最終的な取り組みとして、WDM伝送実験系を構築し、長距離伝送実験を行った。伝送距離の拡大に向けて、シンボルレートをこれまでの単一チャネル伝送時における1.28 Tbaudから160 Gbaudに変更し、多チャネルナイキストパルスを生成した。波長当たりの伝送容量は、多値度が64 QAMの場合は1.92 Tbit/s/ch、32 QAMの場合は1.60 Tbit/s/ch、16 QAMの場合は1.28 Tbit/s/chとなる。また、昨年度の単一チャネル伝送実験で確立した低非線形分散マネージ伝送路を用いて、長距離伝送用周回ループ伝送路を構築した。周回伝送路中の光増幅器の利得特性は高精度に平坦化し、1周回当たりの平坦性は0.1 dB以下とした。以上を組み合わせ、偏波多重160 Gbaud、23 チャネルコヒーレントナイキストパルスWDM伝送実験を行った。その結果、25.5 %オーバーヘッドFEC 閾値以下のBERが達成可能な最大伝送距離は64 QAM の場合160 km、32 QAMの場合640 km、16 QAMの場合 1120 kmであった。16 QAMの場合に、1 Tbit/s/chを超える高速なデジタルコヒーレントWDM伝送の中で伝送距離が最長となる1120 km伝送を5.6 bit/s/Hzの周波数利用効率で達成した。この成果により、コヒーレントナイキストパルスが高速・大容量・長距離伝送を実現できる優れた光パルスであることを明らかにした。

今年，作为利用相干奈奎斯特脉冲实现每波长超过1Tbit/s的高速长距离WDM传输的最后努力，我们构建了WDM传输实验系统并进行了长距离传输实验。为了延长传输距离，我们将符号率从单通道传输的1.28 Tbaud更改为160 Gbaud，并生成多通道奈奎斯特脉冲。每个波长的传输容量对于64 QAM为1.92 Tbit/s/ch，对于32 QAM为1.60 Tbit/s/ch，对于16 QAM为1.28 Tbit/s/ch。此外，我们利用去年单通道传输实验中建立的低非线性色散管理传输线，构建了一条用于长距离传输的环路传输线。循环传输线中的光放大器的增益特性被高精度地平坦化，每转的平坦度为0.1dB以下。结合上述情况，我们进行了偏振复用160Gbaud、23通道相干奈奎斯特脉冲WDM传输实验。因此，能够实现低于 25.5% 开销 FEC 阈值的 BER 的最大传输距离对于 64 QAM 为 160 公里，对于 32 QAM 为 640 公里，对于 16 QAM 为 1120 公里。在16 QAM的情况下，我们实现了1120公里的传输距离，是超过1 Tbit/s/ch的高速数字相干WDM传输中最远的传输距离，频率利用效率为5.6 bit/s/Hz。这一结果表明，相干奈奎斯特脉冲是一种优异的光脉冲，可以实现高速、大容量、长距离传输。

项目成果

Experimental and Numerical Analysis of Ultrahigh-Speed Coherent Nyquist Pulse Transmission with Low-Nonlinearity Dispersion Compensator

低非线性色散补偿器超高速相干奈奎斯特脉冲传输的实验与数值分析

• DOI: 10.1587/transcom.2021ebp3178
• 发表时间: 2022
• 期刊: IEICE Transactions on Communications
• 影响因子: 0.7
• 作者: Kosuke Kimura;Masato Yoshida;Keisuke Kasai;Toshihiko Hirooka and Masataka Nakazawa
• 通讯作者: Toshihiko Hirooka and Masataka Nakazawa

BER performance improvement of ultrahigh-speed coherent Nyquist pulse transmission using low-nonlinearity, dispersion-compensated transmission line with chirped FBG and LCoS

使用具有啁啾 FBG 和 LCoS 的低非线性、色散补偿传输线改善超高速相干奈奎斯特脉冲传输的 BER 性能

• 发表时间: 2020
• 作者: K. Kimura;T. Iwaya;M. Yoshida;K. Kasai;T. Hirooka;and M. Nakazawa
• 通讯作者: and M. Nakazawa

Low-nonlinearity, dispersion-compensated transmission line with a chirped fiber Bragg grating and its application to ultrahigh-speed coherent Nyquist pulse transmission

啁啾光纤布拉格光栅低非线性色散补偿传输线及其在超高速相干奈奎斯特脉冲传输中的应用

• 发表时间: 2020
• 作者: T. Iwaya;K. Kimura;M. Yoshida;K. Kasai;T. Hirooka;and M. Nakazawa
• 通讯作者: and M. Nakazawa

McMaster University(カナダ)

麦克马斯特大学（加拿大）

コヒーレントナイキストパルス伝送の高性能化に向けた検討

提高相干奈奎斯特脉冲传输性能的研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 木村光佑;吉田真人;葛西恵介;廣岡俊彦;中沢正隆
• 通讯作者: 中沢正隆