超高速光通信技術に関する研究

本研究では1波長あたり1.28～2.56Tbit/sの伝送速度で超高速長距離光伝送の基盤技術の実現を目的とする。昨年の1.28Tbit/s/ch-525km単一偏波DQPSK伝送の結果を踏まえて、本年度は、偏波多重方式の導入により2.56Tbit/s/chへ高速化し、その300kmの長距離伝送を達成した。特に、超短光パルスの偏波多重伝送においては、1次偏波モード分散(PMD:Polarization Mode Dispersion)の下では、偏波多重信号の各偏波状態を固有偏波状態(PSP:Principal State of Polarization)に一致させることにより、モード間の結合を生じることなく各偏波を出力端で完全に分離可能である。しかし、2次PMDが存在するとPSPの波長依存性により、信号スペクトル全体をPSPに一致させることが困難である。従って、信号スペクトルの一部でモード結合が生じ、出力端で二つのチャネルを完全に分離することが不可能である。即ち、2次のPMDに起因する偏光度の劣化により直交偏波チャネル間でクロストークが生じ、これが伝送距離を制限する支配的な要因となることを新たに見出した。さらに、本クロストークの光信号帯域Ω_0ならびに伝送距離Lに対する依存性を実験および解析により明らかにし、それぞれΩ_0^4、L_4に比例することを示した。この結果より、超短光パルスを用いた偏波多重伝送においては、2次PMDに起因する偏波チャネル間クロストークを低減することが重要であることを明らかにした。この結果は超高速OTDM伝送における信号波形やパルス幅の最適化に有益な指針を与えるものである。

本研究では1波長あたり1.28～2.56Tbit/sの伝送速度で超高速長距離光伝送の基盤技術の実現を目的とする。昨年の1.28Tbit/s/ch-525km単一偏波DQPSK伝送の結果を踏まえて、本年度は、偏波多重方式の導入により2.56Tbit/s/chへ高速化し、その300kmの長距離伝送を達成した。特に、超短光パルスの偏波多重伝送においては、1次偏波モード分散(PMD:Polarization Mode Dispersion)の下では、偏波多重信号の各偏波状態を固有偏波状態(PSP:Principal State of Polarization)に一致させることにより、モード間の結合を生じることなく各偏波を出力端で完全に分離可能である。しかし、2次PMDが存在するとPSPの波長依存性により、信号スペクトル全体をPSPに一致させることが困難である。従って、信号スペクトルの一部でモード結合が生じ、出力端で二つのチャネルを完全に分離することが不可能である。即ち、2次のPMDに起因する偏光度の劣化により直交偏波チャネル間でクロストークが生じ、これが伝送距離を制限する支配的な要因となることを新たに見出した。さらに、本クロストークの光信号帯域Ω_0ならびに伝送距離Lに対する依存性を実験および解析により明らかにし、それぞれΩ_0^4、L_4に比例することを示した。この結果より、超短光パルスを用いた偏波多重伝送においては、2次PMDに起因する偏波チャネル間クロストークを低減することが重要であることを明らかにした。この結果は超高速OTDM伝送における信号波形やパルス幅の最適化に有益な指針を与えるものである。