| 講演名 | 2023-01-13 長距離結合型マルチコアファイバ伝送システムにおけるコア間スキュー及びモード依存性損失とQ値劣化 別府 翔平(KDDI総合研究所), 相馬 大樹(KDDI総合研究所), 吉兼 昇(KDDI総合研究所), 釣谷 剛宏(KDDI総合研究所), |
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| 抄録(和) | 海底ケーブル伝送システムの通信容量の飛躍的な拡大に向けて，空間的に異なる複数のチャネルを設けて送信電力を分配する空間分割多重(SDM)伝送方式が注目されている．シャノンの定理によれば，通信路容量は送信電力の対数でしか減少しないため，SDMチャネル数を増やすことで総伝送容量を増加させることができる．長距離伝送可能かつ多数のSDMチャネルを実現できるSDM伝送方式として，結合型マルチコアファイバを用いた伝送システムが注目されている．本方式は，コア間で生じるクロストークを受信側の多入力多出力(MIMO)信号処理で除去する構成とすることで，コア数の増大(~12コア)や有効コア断面積の拡大を可能とする．MIMO信号処理の計算量は空間モード分散に比例して大規模化してしまうが，結合型マルチコアファイバは空間モード分散が小さいため，低計算量でMIMO等化が可能となる．しかし，光中継器をFan-in/Fan-out (FIFO)デバイスと複数台のシングルコアEDFAにより構成した場合，優れた光増幅性能が得られるものの，余分なコア間遅延差(skew)を発生させてしまい，実効的に空間モード分散が増加する．空間モード分散がMIMO信号処理の許容量を超えると，Q値劣化が生じる．そのため，高精度なskew調整が必要となってしまう．光中継器をマルチコアEDFA及び伝送路との直接接続で構成する場合はFIFOが不要となりskewの問題を回避できるが，大きなモード依存性損失(MDL)が発生してしまう．MDLにより生じる空間モード間の非直交クロストークは通常のMIMO等化では除去しきれないため，Q値を大きく劣化させる要因となる．しかし，これら結合マルチコアファイバ伝送システムにおける重要な課題であるskew及びMDLとQ値との関係については，これまで十分には評価されていない．本研究では，skew及びMDLと伝送後Q値との関係にフォーカスし，長距離伝送実験による評価を行った．Q値劣化を十分に抑圧するためには，skewの調整誤差はわずか200 ps/span以下が求められることを明らかにした．また，MDLは平均Q値の顕著な劣化のみならず，時間的不安定性を発生させることも明らかにした． |
| 抄録(英) | To dramatically increase the transmission capacity of optical backbone network systems, space division multiplexing (SDM) transmission systems, in which multiple spatially different channels are utilized to distribute the transmission power, are attracting attention. According to Shannon's theorem, the total transmission capacity can be increased by increasing the number of SDM channels, as the transmission channel capacity only decreases with the logarithm of the transmission power. Coupled-core multi-core fibre (CC-MCF) transmission have attracted attention as SDM transmission systems that can achieve long-distance and massive SDM. The number of cores can be increased (e.g., 12 cores) and the effective area can be increased by compensating for crosstalk between cores using multiple-input multiple-output (MIMO) digital signal processing at the receiver. Moreover, CC-MCFs have low spatial mode dispersion (SMD), enabling MIMO equalization with low computational complexity. However, when an optical repeater is configured with a fan-in/fan-out (FIFO) device and multiple single-core EDFAs, excellent optical amplification performance is achieved, but an extra inter-core group delay difference, namely, skew, is generated. The skew increase effective SMD. If the SMD exceeds the tolerance of MIMO signal processing, Q2 degradation occurs. High-precision skew adjustment is therefore required. When the optical transponder is composed of a multi-core EDFA and a direct connection (e.g., fusion splice) to the transmission fiber, the skew problem can be avoided, but a large mode-dependent loss (MDL) is introduced. The non-orthogonal crosstalk between spatial modes caused by the MDL cannot be removed by the usual linear MIMO equalization, which causes a significant degradation in the Q2. However, the relationship between skew and MDL and Q2 has not been evaluated in detail. In this work, we experimentally investigate on the relationship between skew and MDL and the Q2 after long-haul transmission. It was found that an adjustment error of only 200 ps/span or less is required for skew to sufficiently suppress Q2. It was also found that the MDL not only causes a significant degradation of the average Q2, but also introduces time instability of Q2. |
| キーワード(和) | 空間分割多重伝送技術 / マルチコアファイバ / 結合型マルチコアファイバ / skew / MDL |
| キーワード(英) | |
| 資料番号 | OCS2022-65 |
| 発行日 | 2023-01-05 (OCS) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | OCS / CS |
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| 開催期間 | 2023/1/12(から2日開催) |
| 開催地（和） | キャナルシティ博多 |
| 開催地（英） | CANAL CITY HAKATA |
| テーマ（和） | コア・メトロシステム，海底伝送システム，光アクセスシステム・次世代PON，イーサネット，光伝達網(OTN)，伝送監視制御，光伝送システム設計・ツール，モバイル光連携，一般 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 星田 剛司(富士通) / 梅原 大祐(京都工繊大) |
| 委員長氏名（英） | Takeshi Hoshida(Fujitsu) / Daisuke Umehara(Kyoto Inst. of Tech.) |
| 副委員長氏名（和） | / 小崎 成治(三菱電機) |
| 副委員長氏名（英） | / Seiji Kozaki(Mitsubishi Electric) |
| 幹事氏名（和） | 山本 秀人(NTT) / 川口 雄揮(住友電工) / 鎌倉 浩嗣(千葉工大) / 原 一貴(NTT) |
| 幹事氏名（英） | Shuto Yamamoto(NTT) / Yuki Kawaguchi(Sumitomo Electric Industries) / Koji Kamakura(Chiba Inst. of Tech.) / Kazutaka Hara(NTT) |
| 幹事補佐氏名（和） | / 川崎 耀(NICT) / 井田 悠太(山口大) |
| 幹事補佐氏名（英） | / Hikaru Kawasaki(NICT) / Yuta Ida(Yamaguchi Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Optical Communication Systems / Technical Committee on Communication Systems |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 長距離結合型マルチコアファイバ伝送システムにおけるコア間スキュー及びモード依存性損失とQ値劣化 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Inter-core skew and mode-dependent loss degrade Q2 in long-haul coupled-core multicore fibre transmission |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 空間分割多重伝送技術 |
| キーワード(2)（和/英） | マルチコアファイバ |
| キーワード(3)（和/英） | 結合型マルチコアファイバ |
| キーワード(4)（和/英） | skew |
| キーワード(5)（和/英） | MDL |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 別府 翔平 / Shohei Beppu |
| 第 1 著者 所属（和/英） | KDDI総合研究所(略称：KDDI総合研究所) KDDI Research(略称：KDDI Research) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 相馬 大樹 / Daiki Soma |
| 第 2 著者 所属（和/英） | KDDI総合研究所(略称：KDDI総合研究所) KDDI Research(略称：KDDI Research) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 吉兼 昇 / Noboru Yoshikane |
| 第 3 著者 所属（和/英） | KDDI総合研究所(略称：KDDI総合研究所) KDDI Research(略称：KDDI Research) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 釣谷 剛宏 / Takehiro Tsuritani |
| 第 4 著者 所属（和/英） | KDDI総合研究所(略称：KDDI総合研究所) KDDI Research(略称：KDDI Research) |
| 発表年月日 | 2023-01-13 |
| 資料番号 | OCS2022-65 |
| 巻番号（vol） | vol.122 |
| 号番号（no） | OCS-332 |
| ページ範囲 | pp.27-32(OCS), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2023-01-05 (OCS) |