報告書番号

R07021

タイトル（和文）

光電波融合を用いたミリ波帯無線アクセスシステムの開発(その1) －波長可変・多重方式による多数基地局の効率的収容方法の提案と基礎実験－

タイトル（英文）

Development of Millimeter-wave Radio on Fiber Access System (Part. 1)-Proposal and Fundamental Experiment of Effective Concentration of Many Base Stations Using Wavelength Tunable/Multiplexing Method-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

広帯域な無線アクセスの実現のためにミリ波の利用が期待されている。ミリ波は空気中での伝搬距離が短いため、アクセスシステムには多数の基地局が必要となり、その基地局を簡素化できる光電波融合の適用が注目されている。また、中央局は基地局数に比例して大型化、高コスト化する問題があるが、中央局の簡素化、低コスト化に関する研究はほとんど行われていない。
本報告では、ミリ波帯の光電波融合において、近年の基幹系の光通信技術で用いられている波長分割多重技術を応用した中央局の簡素化の方法を提案し、通信性能を明らかにする。
主な成果は以下の通りである。
1. 中央局を簡素化したミリ波帯光電波融合通信システムの提案
ミリ波帯無線アクセスシステムではユーザがアクセスしていない基地局が多く存在することが予想される。これに着目して、中央局に配置した波長可変光源の波長切り替えによって通信を行う基地局を選択する回線交換型のシステム構成を提案した。中央局に基地局数と同数の無線機、光源、光変調器、光検波器が必要な従来方式に比べ、提案方式では同時に使用する回線数だけこれらの機器を用意すればよいのでコストを大幅に削減できる。
2. 基礎実験による通信性能の確認
(1) 本システムの重要な構成要素である2種類の光変調器(LNM、EAM)について、無線信号出力強度の波長依存性の測定を行い、LNMはバイアス電圧固定で、EAMはバイアス電圧を適正に制御することで、無線信号出力強度の安定化が可能であることを明らかにした。
(2) 上記の対策を適用したシステムを構成し、上り下り回線のそれぞれの波長チャネルでのビット誤り率(BER)を測定した結果、いずれも誤り無し（BER<10^-9）を達成できることを確認した。

概要 （英文）

In millimeter-wave radio on fiber (RoF) access system, a central station (CS) concentrates optical links to many base stations (BSs). The CS becomes large and high-cost because a number of millimeter-wave transceivers, light sources, optical modulators, and photodetectors for each BS are needed. The cost reduction of the CS is the one of the most important problem to be solved. Considering the use of millimeter-wave RoF access, every BS does not have to work at the same time because the number of the users who need access is less than the number of BSs. There is a possibility of significant cost reduction and down sizing of the CS by sharing the equipments temporally.
In this report, a novel system configuration to simplify the CS is proposed. We adopted wavelength tunable lasers in the CS to switch BSs. By changing the wavelength of the light source, an optical path between a CS and a BS was switched through a remote node which consisted of wavelength multiplexer (MUX) and de-multiplexer (DEMUX). We also report the wavelength characteristics of electro-absorption modulator (EAM) and lithium niobate modulator (LNM) to clarify the modulation performances using a wavelength tunable laser. As a result, both of them were available in C band (1530nm-1565nm), though EAM required bias voltage tuning when the wavelength was changed. Furthermore we experimentally demonstrated the BS selection of downlink and uplink systems. We successfully confirmed that the bit error rates (BER) were below 10-9 in each channel of the MUX and the DEMUX.

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