| 講演名 | 2023-08-25 リアルタイムMIMO信号処理と6モード19コアファイバによる114空間分割多重伝送実験 別府 翔平(KDDI総合研究所), 菊田 将弘(NECプラットフォームズ), 鴫原 正博(NECプラットフォームズ), 五十嵐 浩司(阪大), 相馬 大樹(KDDI総合研究所), 若山 雄太(KDDI総合研究所), 吉兼 昇(KDDI総合研究所), |
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| 抄録(和) | 基幹光伝送システムの通信容量の飛躍的な拡大に向けて，1本の光ファイバ中に空間的に異なる複数のチャネルを設けて多重伝送する空間分割多重(SDM)伝送方式が注目されている．SDM伝送方式として，異なる伝搬モードを用いたモード多重伝送と，異なるコアを用いたコア多重伝送がある．モード多重では，一般にコア多重より多くのSDM数を実現できるものの，モード間のクロストークを補償する大規模なデジタル多入力多出力(MIMO)信号処理が必要となる．近年，MIMO信号処理の回路実装に向けた研究が進められており，低符号速度ではあるが，リアルタイム伝送の報告がされている．更なる大容量化に向けて，コア多重とモード多重の双方を組み合わせることでコア×モード数の大規模SDMを行うマルチモード・マルチコア伝送がある．マルチモード・マルチコア伝送では100を超える多重数のSDMが実現可能であり，既存のシングルモード・シングルコアファイバの容量限界である100 Tbpsの100倍に当たる10 Pbps級の伝送実験も報告されている．しかし，これまで報告されたマルチモード・マルチコア伝送実験では， MIMO信号処理はオフライン処理であり，リアルタイムのマルチモード・マルチコアファイバ伝送は報告されていない．本研究では，世界初となる，マルチモード・マルチコアファイバを用いたリアルタイム大規模SDM伝送実験を報告する．MIMO信号処理基盤となるFPGAボードを新たに開発し，リアルタイム6モードMIMO信号処理を回路実装した．本リアルタイム6モードMIMO信号処理回路および6モード19コアファイバを用いて，114-SDMした信号をリアルタイムに復調し，符号誤り率を測定した．測定した全チャネルで，想定する誤り訂正符号の訂正閾値以下の符号誤り率を達成した． |
| 抄録(英) | Space-division multiplexing (SDM) transmission systems, in which multiple channels with different spatial paths are multiplexed in a single optical fiber, are attracting attention as a means of dramatically increasing the transmission capacity of optical backbone networks. The SDM transmission includes mode-multiplexed transmission using different propagation modes and core-multiplexed transmission using different cores. Mode multiplexing can generally achieve a larger number of SDMs than core multiplexing but requires extensive multiple-input multiple-output (MIMO) digital signal processing (DSP) to compensate for crosstalk between modes. In recent years, the hardware implementation of MIMO signal processing and real-time MIMO transmission have been reported, albeit at a low baud rate. For even higher capacity, there is multimode multicore fiber transmission, which combines both core multiplexing and mode multiplexing to achieve massive SDM with the SDM count of product of number of cores and modes. Multimode multicore fiber transmission can realize SDM with more than 100 multiplexes, and 10 Pbps class transmission experiments have also been reported, which is 100 times higher than the capacity limit of 100 Tbps in conventional single-mode single-core fiber transmission systems. However, in the multimode multicore transmission experiments reported so far, MIMO signal processing to compensate for inter-mode crosstalk is performed offline, and real-time multimode multi-core fiber transmission has not been reported. In this study, we report the first real-time massive SDM transmission experiment using multimode multicore fiber, in which an FPGA board was newly developed as the MIMO signal processing platform and real-time 6-mode MIMO signal processing was implemented. Using the real-time 6-mode MIMO signal processing circuit and 6-mode 19-mode fiber, 114-SDM signals were demodulated in real-time and the bit error rates were measured. The bit error rates of all measured channels were less than the error correction threshold of the assumed error correction code. |
| 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 / マルチモードファイバ / リアルタイムMIMO |
| キーワード(英) | Space-division multiplexing / Multicore fiber / Multimode fiber / Real-time MIMO |
| 資料番号 | OCS2023-25 |
| 発行日 | 2023-08-17 (OCS) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | OFT / OCS / LSJ |
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| 開催期間 | 2023/8/24(から2日開催) |
| 開催地（和） | とかちプラザ |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | 通信用光ファイバ、光ファイバコード・ケーブル、機能性光ファイバ、空間分割多重(SDM)光ファイバ技術、光接続・コネクタ・配線技術、光インターコネクション、光線路保守監視・試験技術、光ファイバ測定技術、光ファイバ線路構成部品、光信号処理、光ファイバ型デバイス、光測定器、レーザ加工、ハイパワーレーザ光輸送、光給電、一般 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 山田 誠(大阪公立大) / 小林 孝行(NTT) |
| 委員長氏名（英） | Makoto Yamada(Osaka Metropolitan Univ.) / Takayuki Kobayashi(NTT) |
| 副委員長氏名（和） | |
| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | 松井 隆(NTT) / 末松 克輝(古河電工) / 谷口 寛樹(NTT) / 川口 雄揮(住友電工) |
| 幹事氏名（英） | Takashi Matsui(NTT) / Katsuki Suematsu(Furukawa Electric) / Hiroki Taniguchi(NTT) / Yuki Kawaguchi(Sumitomo Electric Industries) |
| 幹事補佐氏名（和） | 五藤 幸弘(NTT) / 小林 由朋(古河電工) |
| 幹事補佐氏名（英） | Yukihiro Goto(NTT) / Yoshitomo Kobayashi(Furukawa Electric) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Optical Fiber Technology / Technical Committee on Optical Communication Systems / The Laser Society of Japan |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | リアルタイムMIMO信号処理と6モード19コアファイバによる114空間分割多重伝送実験 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | 114-SDM real-time MIMO transmission over 6-mode 19-core fiber |
| 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 / Space-division multiplexing |
| キーワード(2)（和/英） | マルチコアファイバ / Multicore fiber |
| キーワード(3)（和/英） | マルチモードファイバ / Multimode fiber |
| キーワード(4)（和/英） | リアルタイムMIMO / Real-time MIMO |
| 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） | 菊田 将弘 / Masahiro Kikuta |
| 第 2 著者 所属（和/英） | NECプラットフォームズ(略称：NECプラットフォームズ) NEC Platforms(略称：NEC Platforms) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 鴫原 正博 / Masahiro Shigihara |
| 第 3 著者 所属（和/英） | NECプラットフォームズ(略称：NECプラットフォームズ) NEC Platforms(略称：NEC Platforms) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 五十嵐 浩司 / Koji Igarashi |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 大阪大学(略称：阪大) Osaka University(略称：Osaka University) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 相馬 大樹 / Daiki Soma |
| 第 5 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 6 著者 氏名（和/英） | 若山 雄太 / Yuta Wakayama |
| 第 6 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 7 著者 氏名（和/英） | 吉兼 昇 / Noboru Yoshikane |
| 第 7 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 | 2023-08-25 |
| 資料番号 | OCS2023-25 |
| 巻番号（vol） | vol.123 |
| 号番号（no） | OCS-163 |
| ページ範囲 | pp.33-38(OCS), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2023-08-17 (OCS) |