Ultra-low latency optical communication systems based on combination of time-reversed optical signal transmission and machine learning technique

基于时间反演光信号传输与机器学习技术相结合的超低时延光通信系统

基本信息

批准号：
21K04063
负责人：
岡村康弘
金额：
$ 2.66万
依托单位：
The University of Tokushima
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では，研究期間(R3～R7年度)中以下4つの項目について検討する．検討項目(1)2次光非線形導波路シミュレータ作成と2倍波光発生実験によるシミュレータ検証，検討項目(2)2次光非線形導波路を用いた時間反転波発生器の設計，検討項目(3)多中継伝送系における機械学習による光非線形歪補償とその効果の検証，検討項目(4)時間反転波伝送と機械学習を適用した波長多重中継伝送R4年度においては検討項目(1)(3)(4)について取り組んだ．検討項目(1)～2倍波光発生実験の実施：R3年度に仕様策定し，発注した周期分極反転ニオブ酸リチウム(PPLN)導波路(2倍波光発生用，光増幅用)それぞれについて基本特性(連続光入力時の基本波光パワー対2倍波光パワー，2倍波光変換効率)を実験的に取得し，仕様通りの性能が得られていることを確認した．検討項目(3)～機械学習に基づくディジタル光非線形歪補償プログラムの作成：既に発表されているアルゴリズムを参考に，機械学習による光非線形歪補償のMatlabプログラムを作成した．一例ではある，光ファイバ伝送により光QPSK信号が受けた自己位相変調(光非線形歪の一つ)を，受信部において作成したプログラムにより補償可能なことを数値シミュレーションにより確認した．検討項目(4)～分布ラマン増幅の適用による時間反転波伝送の光非線形歪補償性能増強：従来型の時間反転波伝送では光非線形歪補償性能を最大化する手法として伝送路位置に対する信号光・時間反転波パワー(パワープロファイルと呼ぶ)を対称化する方法が提案されている．我々の扱う光周波数シフトのない時間反転波伝送においてもその効果が期待できる．そこで，パワープロファイルの対称性の要求条件を数値シミュレーションにより評価した．その結果をレーザー学会第43回年次大会にて口頭発表した．

这项研究在研究期间检查了下面的四个项目（R3-R7）。要研究的项目（1）使用二阶光学非线性波导，使用二阶光学非线性波导，使用二阶非线性非线性波导，在多个无与伦比的传输系统中使用机器传输效果（4）相关的效应（4）相关乘以波动倍数，将使用二阶非线性扭曲补偿，使用二阶光学扭曲赔偿，使用二阶光学扭曲赔偿，使用二阶非线性扭曲补偿（4）相对于波动的多重乘积乘，4）第（1），（3）和（4）项目已解决。项目（1） - 双波发光实验的实施：在每个周期性偏振液化液化锂（PPLN）的电波（PPPLN）daveguides（根据双波生成的情况下，根据双波生成的液化和良好的效果，并根据该效果，并且根据该效率，并以此为特定的表现），并获得了这种定期偏振锂（PPLN），并在实验中获得了实验，并在实验中获得了实验，并在实验中获得了实验，并在实验中获得了基本特征（从连续光与双波轻度，双波光转换效率，双波光转换效率）的实现。项目（3） - 基于机器学习的数字非线性失真补偿程序：基于已经宣布的算法，我们创建了一个使用机器学习的MATLAB程序，用于用于光学非线性失真补偿。在一个示例中，我们通过数值模拟确认，光纤传输收到的自相度调制（光学非线性失真之一）可以通过接收器中创建的程序来补偿。第（4）项 - 通过应用分布式拉曼扩增来增强的光学非线性失真补偿性能，用于及时的波动传输：在常规的时间倒入波传输中，一种对传输路径的对称性信号灯和及时触发波动（称为功率概况）的方法是一种方法，以最大程度地扩展到变速器路径位置。也可以预期这种效果在不及时的波动传输中，而无需我们处理的光学频率转移。因此，通过数值模拟评估了功率分布对称性的要求。结果在激光学会第43届年度会议上口服。