長距離大容量光ファイバ伝送系の最適設計手法に関する研究

by Kazuhiro SHIMOURA (Dec. 2001)

 

謝　辞

内容梗概

 

第１章     　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 １

 

第２章     非線形シュレディンガー方程式の数値解析　　 　　　　　　　　　　  ４

２．１　序　言・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・４

２．２　伝送シミュレーションコードの開発・・・・・・・・・・・・・・・・・・・５

        2.2.1　スプリットステップフーリエ法 ・・・・・・・・・・・・・・・・・５

2.2.2　線形演算子の具体的表現 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・７

2.2.3　非線形演算子の具体的表現 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・１０

2.2.4　Mathematicaによるコーディングの概要・・・・・・・・・・・・・１１

２．３　光ソリトンを利用した計算精度検証・・・・・・・・・・・・・・・・・・１３

        2.3.1　損失のないファイバにおける信号強度 ・・・・・・・・・・・・・１３

        2.3.2　損失のあるファイバにおける信号強度 ・・・・・・・・・・・・・１５

２．４　Ｑ値による伝送品質評価・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１９

        2.4.1　光線路のモデル化 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１９

        2.4.2　初期波形の定義 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・２０

        2.4.3　増幅器雑音の評価 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・２１

        2.4.4　ＲＺ信号に対するＱ値の定義 ・・・・・・・・・・・・・・・・・２２

        2.4.5　Ｑマップの導入 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・２４

２．５　結　言・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・２６

 

第３章　分散補償光ソリトン線路の最適設計　　 　　　　　　　　　　　　　２７

３．１　序　言・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・２７

３．２　Ｑマップ法による分散補償線路の最適設計・・・・・・・・・・・・・・・２８

        3.2.1　対称型周期的分散補償線路 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・２８

        3.2.2　10 Gbit/s伝送線路の最適化・・・・・・・・・・・・・・・・・・３１

        3.2.3　20 Gbit/s伝送線路の最適化・・・・・・・・・・・・・・・・・・３３

3.2.4　40 Gbit/s伝送線路の最適化・・・・・・・・・・・・・・・・・・３５

        3.2.5　80 Gbit/s伝送線路の最適化・・・・・・・・・・・・・・・・・・３８

        3.2.6  伝送速度に対するスケーリング則 ・・・・・・・・・・・・・・・４１

３．３　ＯＴＤＭ技術を用いた光ソリトン伝送実験・・・・・・・・・・・・・・・４３

        3.3.1　40 Gbit/s光ソリトン伝送実験・・・・・・・・・・・・・・・・・４３

        3.3.2　80 Gbit/s光ソリトン伝送実験・・・・・・・・・・・・・・・・・５０

３．４　結　言・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・５３

 

第４章　波長多重光線路の最適設計　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　５４

４．１　序　言・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・５４

４．２　Ｑマップ法による波長多重線路の最適設計・・・・・・・・・・・・・・・５６

        4.2.1　ＣＲＺ伝送 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・５６

        4.2.2　分散補償量の最適化 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・５８

        4.2.3　周波数利用効率の最適化 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・５９

        4.2.4　信号強度の最適化 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・６３

        4.2.5　ラマン増幅の検討 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・６６

        4.2.6  テラビット級伝送システムの設計 ・・・・・・・・・・・・・・・６８

４．３　ＯＰＧＷにおけるフィールド伝送実験・・・・・・・・・・・・・・・・・６９

        4.3.1　線路分散測定実験 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・７１

        4.3.2　光ファイバ増幅器の開発 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・７５

        4.3.3　１波長伝送実験 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・７７

        4.3.4　波長多重伝送実験 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・８０

４．４　結　言・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・８４

 

第５章　ネットワークを利用したシミュレーション研究　　　 　　　　　　　８６

５．１　序　言・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・８６

５．２　シミュレーション結果の相互検証システム・・・・・・・・・・・・・・・８６

５．３　シミュレーション研究用グループウエアの開発・・・・・・・・・・・・・８９

５．４　結　言・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・９１

 

第６章　結　論　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　９２

 

参考文献　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　９５

 

付録Ａ　非線形シュレディンガー方程式の導出について　　　　　　　　　　１０１

付録Ｂ　伝送シミュレーションコードリスト　　　　　　　　　　　　　　 １０５

本論文に関する原著論文

製本バージョンあります。１冊４５００円（３０部限定）メールにて御連絡下さい。
Kazuhiro SHIMOURA <shimoura@ares.eonet.ne.jp>