新規なシステム構成による光Ａ／Ｄ変換の物理的限界を超える高分解能化に関する研究

使用新系统配置研究超越光学 A/D 转换物理极限的高分辨率

• 批准号: 14J01585
• 负责人: 永島 知貴
• 金额: $ 1.6万
• 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: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J01585/
• 关键词: 光A/D変換; 光信号処理; 光ファイバ; 光パルス; 光通信; 非線形光学効果

本研究では、新規なシステム構成による光A/D変換の物理的限界を超える高分解能化を目的とする。本年度は、光標本化から光符号化まで通した提案手法を用いた全光A/D変換の連続動作の実証、および光A/D変換の性能評価の応用例である光フラクショナルOFDM通信方式の詳細な特性評価と光A/D変換との接続動作の実証を行った。得られた成果は以下のとおりである。１、5 GHzの正弦波を入力信号として、40 GS/sサンプリングレート条件下で3 bitの光量子化に提案手法による1 bitの分解能向上を適応した40 GS/s 4 bit 全光A/D変換の実証を行った。各ビット出力がバイナリ信号として出力されていることを確認し、入力強度と各ビットの出力強度の関係から有効ビット数は3.8 bitと推定された。本性能は、これまで報告されている全光A/D変換の連続動作の実証のなかで 最も良いものである。２、光A/D変換の性能評価の応用例として検討している光フラクショナルOFDM通信方式について詳細な特性を評価するため、光フラクショナルOFDMへのサイクリックプレフィクスの導入におけるフラクショナルフーリエ変換のパラメータと受信信号品質の関係の詳細な解析を行った。さらに、これまでの光フラクショナルOFDM通信方式の特性評価をもとに、提案する光A/D変換を用いた光フラクショナルOFDM信号の受信について実証を行った。2つのバイナリ信号によって4レベルに強度変調された光信号が多重化された光フラクショナルOFDM信号を伝送し、多重分離後の受信信号を2ビットの全光A/D変換に入力した。その結果、全光A/D変換によって2つのバイナリ信号に復調できることを確認し、信号伝送の信頼性を示すビットエラーレート測定によりそれぞれのバイナリ信号ともに十分な信頼性が得られることを実証した。

在这项研究中，我们的目标是通过使用超越物理极限的新系统配置来提高光学 A/D 转换的分辨率。今年，我们将演示使用所提出的方法从光采样到光编码的全光A/D转换的连续操作，并演示光分数阶OFDM通信方法，这是光A/D性能评估的应用示例我们进行了详细的特性评估，并演示了与光学 A/D 转换的连接操作。得到的结果如下。 1. 40 GS/s 4 位全光 A/D 转换，使用 5 GHz 正弦波作为输入信号，并使用所提出的方法将 1 位分辨率改进应用于 40 GS/s 采样率条件下的 3 位光量化 我们进行了一个示范。确认每一位输出都作为二进制信号输出，并且根据每一位的输入强度和输出强度之间的关系估计有效位数为3.8位。这一性能是迄今为止报道的全光 A/D 转换连续运行的最佳证明。 2. 为了评估光分数阶正交频分复用通信系统的详细特性，将其作为光模数转换性能评估的应用示例，我们将在引入循环前缀时评估分数阶傅立叶变换的参数对接收信号质量之间的关系进行了详细分析。此外，基于传统光学分数正交频分复用通信系统的特性评估，我们演示了使用所提出的光学A/D转换来接收光学分数正交频分复用信号。传输光分数 OFDM 信号，该信号是由两个二进制信号将强度调制为四级的复用光信号，解复用后的接收信号输入到 2 位全光 A/D 转换。结果，我们确认可以使用全光A/D转换来解调两个二进制信号，并且通过测量表示信号传输可靠性的误码率，我们证明每个二进制信号都具有足够的可靠性。

项目成果

Experimental demonstration of cyclic prefix insertion for all-optical fractional OFDM

• DOI: 10.1016/j.optcom.2017.03.032
• 发表时间: 2017-08
• 期刊: Optics Communications
• 影响因子: 2.4
• 作者: T. Nagashima;G. Cincotti;T. Murakawa;S. Shimizu;M. Hasegawa;K. Hattori;M. Okuno;S. Mino;A. Himeno;N. Wada;H. Uenohara;T. Konishi

光フラクショナルOFDM方式におけるピーク 強度対平均強度比の低減効果についての評価

光学分数 OFDM 方法中降低峰值强度与平均强度比的效果评估

• 发表时间: 2014
• 作者: T. Nagashima;G. Cincotti ,T. Murakawa;S. Shimizu;M. Hasegawa;K. Hattori; M. Okuno;S. Mino;A. Himeno;N. Wada;H. Uenohara;T. Konishi;永島 知貴，村川 卓弥，長谷川 誠，清水 智，ガブリエラ シンコッティ，服部 邦典，奥野 将之，美野 真司，姫野 明，和田 尚也，植之原 裕行，小西 毅;永島 知貴，村川 卓弥，長谷川 誠，清水 智，ガブリエラ シンコッティ，服部 邦典，奥野 将之，美野 真司，姫野 明，和田 尚也，植之原 裕行，小西 毅
• 通讯作者: 永島 知貴，村川 卓弥，長谷川 誠，清水 智，ガブリエラ シンコッティ，服部 邦典，奥野 将之，美野 真司，姫野 明，和田 尚也，植之原 裕行，小西 毅

Quantization Error Improvement for Optical Quantization Using Dual Rail Configuration

• DOI: 10.1587/transele.e98.c.808
• 发表时间: 2015-08
• 期刊: IEICE Trans. Electron.
• 作者: T. Nagashima;M. Hasegawa;T. Murakawa;T. Konishi

Cost effective all-optical fractional OFDM receiver using an arrayed waveguide grating

使用阵列波导光栅的经济高效的全光分数 OFDM 接收器

• DOI: 10.1016/j.yofte.2016.10.004
• 发表时间: 2016
• 期刊: Optical Fiber Technology
• 影响因子: 2.7
• 作者: T. Nagashima;G. Cincotti;T. Murakawa;S. Shimizu;M. Hasegawa;K. Hattori;M. Okuno;S. Mino;A. Himeno;N. Wada;H. Uenohara;and T. Konishi
• 通讯作者: and T. Konishi

Cyclic Prefix Insertion for All-optical Fractional OFDM

全光分数 OFDM 的循环前缀插入

• 发表时间: 2015
• 作者: T. Nagashima;G. Cincotti ,T. Murakawa;S. Shimizu;M. Hasegawa;K. Hattori; M. Okuno;S. Mino;A. Himeno;N. Wada;H. Uenohara;T. Konishi
• 通讯作者: T. Konishi