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J-GLOBAL ID：202002265227005544   整理番号：20A2212850

空間分割/モード分割多重化伝送のための光ファイバにおける予測可能と予測不能な現象:モードの結合と不思議な挙動の統計的解析

Predictable and unpredictable phenomena in optical fibers for space-division/mode-division multiplexing transmission: statistical analysis of coupling and mysterious behavior of modes

著者 (2件)： Kokubun Yasuo (Chubu University) ,  Koshiba Masanori (Hokkaido University)
資料名： IEICE Electronics Express (Web)  (IEICE Electronics Express (Web))
巻： 17  号： 15  ページ： 20202001(J-STAGE)  発行年： 2020年 
JST資料番号： U0039A  ISSN： 1349-2543  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 単一モード単一コアファイバの伝送容量は,非線形性とファイバヒューズにより約100Tbpsの限界に近づきつつあり,これが入力信号電力を制限している。いわゆる容量不足を避け,伝送容量を劇的に増加させるために,空間分割多重化(SDM)とモード分割多重化(MDM)を利用する新しいアプローチを提案し,実証した。これらの新しい多重化技術では,従来の単一モードファイバでは先例のない問題,すなわち,伝送チャネル間のクロストークが生じる。入力信号チャネルは出力端で混合されるが,信号チャネルは出力端で多入力多出力(MIMO)信号処理技術を用いて同定できる。しかし,MIMO技術を用いても,計算時間がチャネル数とともに増大するという問題が残ディジタル信号処理しており,その結果,待ち時間が増加し,チャネルの数が制限される。SDMとMDM技術を用いて伝送システムを設計するために,クロストークを正確に解析しなければならない。しかし,クロストークの起源と挙動はマルチコアファイバ(MCFs)を用いたSDMと少数モードファイバ(FMFs)を用いたMDMで異なる。単一モードMCFにおけるクロストークの挙動は,統計解析によってある程度予測可能であり,そして,このシステムは,解析結果を考慮することによって設計することができた。他方,FMFsのクロストークの挙動はあまり予測できない。入力端で生じたモードは固有モードではなく,モード識別あるいは正確なモードデマルチプレクシングは従来のモードデマルチプレクサを用いては困難である。さらに,FMFsの固有モード自体は,通常理論によって予測されたハイブリッドモードではなく,時に従来の理論に矛盾する線形分極(LP)モードである。言い換えれば,デマルチプレクシング信号は常に伝送距離に関係なくクロストークを含み,クロストークの量は統計的に解析できない。したがって,クロストークとその挙動は予測できない。これらの予測できない現象にもかかわらず,信号チャネルは単一モードMCFsのようにMIMO信号処理を用いて同定できる。これは,FMFsを用いたMDM技術が工学または帰納論理の意味で確立されたが,まだ科学的または演繹的論理感覚における説明不能な現象を含むことを意味する。このレビューにおいて,単一モードMCFにおけるクロストークの予測可能な挙動及びFMFsにおけるクロストークの予測不能挙動を論じた。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *信号多重化 ,  多元接続通信 ,  *多重化 ,  *光通信 ,  統計解析 ,  通信路容量 ,  クロストーク ,  通信方式 ,  MIMOシステム ,  光ファイバ ,  コア構造 ,  信号処理 ,  ディジタル方式
準シソーラス用語： ディジタル信号処理 ,  マルチコアファイバ ,  *モード分割多重化 ,  *空間分割多重化 ,  光ファイバ通信 ,  多入力多出力 ,  伝送容量 ,  統計的解析

著者キーワード (6件)： 空間分割多重化 ,  モード分割多重化 ,  カップリング ,  クロストーク ,  モード識別 ,  固有モード

分類 (2件)： 光通信方式・機器  (ND10000B) ,  光導波路,光ファイバ,繊維光学  (BD06030H)

引用文献 (61件)：

• [1] R.J. Mears, et al.: “Low-noise erbium-doped fibre amplifier operating at 1.54μm,” Electron. Lett. 23 (1987) 1026 (DOI: 10.1049/el:19870719).
• [2] M. Nakazawa, et al.: “Efficient Er³⁺-doped optical fiber amplifier pumped by a 1.48μm InGaAsP laser diode,” Appl. Phys. Lett. 54 (1989) 295 (DOI: 10.1063/1.101448).
• [3] S. Sugimoto, et al.: “High speed digital signal transmission experiments by optical wavelength division multiplexing,” IOOC’77 Dig. Tech. Papers (1977) C7-4.
• [4] M.K. Smit: “New focusing and dispersive planar component based on an optical phased array,” Electron. Lett. 24 (1988) 385 (DOI: 10.1049/el:19880260).
• [5] H. Takahashi, et al.: “Arrayed-waveguide grating for wavelength division multi/demultiplexer with nanometre resolution,” Electron. Lett. 26 (1990) 87 (DOI: 10.1049/el: 19900058).

タイトルに関連する用語 (7件)： 空間分割 ,  モード分割多重化 ,  光ファイバ ,  予測 ,  現象 ,  挙動 ,  統計的解析