注入同期技術を用いたペタビット／秒級超多値・超大容量光伝送の実現

多値度の高い波長分割多重（WDM）伝送では、チャネル間の相互位相変調（XPM）及び導波音響波型ブリルアン散乱（GAWBS）に起因する位相雑音が主要な波形劣化要因となる。昨年度はXPMに対する補償方式として、多数チャネルの位相雑音を1本のパイロットトーン（PT）で検出し、これを複数のチャネルに適用して注入同期法により補償する簡便な手法を新たに提案した。本年度は提案手法の適用範囲を明確化するため、1本のPTで補償できる周波数範囲と各種伝送条件との関係について、非線形波動伝搬の理論に基づいた計算機解析を行った。その結果、補償範囲の上限は伝送路の群遅延特性で決まることを明らかにし、例えば群遅延特性が21 ps/nm/kmである伝送路を用いてWDM信号を160 km伝送させる条件では、1本のPTで56.7 GHzの範囲にあるWDMチャネルのXPM位相雑音を補償できることを示した。さらに、本補償方式の高シンボルレート伝送への適用のため、注入同期回路の広帯域化についても検討を行った。その結果、ファブリー・ペロー型半導体レーザと呼ばれる安価な光源において20 GHz以上の広帯域な注入同期特性が得られることを新たに見出し、この特徴を活かして線幅が100 MHzと太い光源であっても256 QAM信号を高精度に復調できることを明らかにした。この結果は高性能かつ安価なデジタルコヒーレント伝送システムの実現に繋がる重要な成果である。またGAWBS雑音補償については、PTを用いた補償方式に関する昨年度の実験的検討を踏まえ、本年度は新たに計算機解析を実施した。この計算機解析により、GAWBS雑音補償においても伝送路の群遅延が補償範囲の制限要因となることを定量的に示した。

多値度の高い波長分割多重（WDM）伝送では、チャネル間の相互位相変調（XPM）及び導波音響波型ブリルアン散乱（GAWBS）に起因する位相雑音が主要な波形劣化要因となる。昨年度はXPMに対する補償方式として、多数チャネルの位相雑音を1本のパイロットトーン（PT）で検出し、これを複数のチャネルに適用して注入同期法により補償する簡便な手法を新たに提案した。本年度は提案手法の適用範囲を明確化するため、1本のPTで補償できる周波数範囲と各種伝送条件との関係について、非線形波動伝搬の理論に基づいた計算機解析を行った。その結果、補償範囲の上限は伝送路の群遅延特性で決まることを明らかにし、例えば群遅延特性が21 ps/nm/kmである伝送路を用いてWDM信号を160 km伝送させる条件では、1本のPTで56.7 GHzの範囲にあるWDMチャネルのXPM位相雑音を補償できることを示した。さらに、本補償方式の高シンボルレート伝送への適用のため、注入同期回路の広帯域化についても検討を行った。その結果、ファブリー・ペロー型半導体レーザと呼ばれる安価な光源において20 GHz以上の広帯域な注入同期特性が得られることを新たに見出し、この特徴を活かして線幅が100 MHzと太い光源であっても256 QAM信号を高精度に復調できることを明らかにした。この結果は高性能かつ安価なデジタルコヒーレント伝送システムの実現に繋がる重要な成果である。またGAWBS雑音補償については、PTを用いた補償方式に関する昨年度の実験的検討を踏まえ、本年度は新たに計算機解析を実施した。この計算機解析により、GAWBS雑音補償においても伝送路の群遅延が補償範囲の制限要因となることを定量的に示した。