宇宙光通信技術の研究開発
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光増幅器

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NICTでは低軌道周回衛星―光地上局間の宇宙光通信実験を成功裏に実施している。
上記実験に並行して、将来の宇宙光通信に必要な基礎技術研究開発の一環として以下の研究を実施している。

 光受信機
 可搬型光地上局
 宇宙用光アンプ

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光受信器(イントラダイン光コヒーレント方式)
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現在、光ファイバ通信においてはコヒーレント光通信方式が盛んに研究開発されています。これは、高速デジタル処理をベースに光位相同期回路(PLL)と同じ機能を実現で きるようになったからです。コヒーレント光通信は、実際の通信回線では、ドイツの TerraSAR-X衛星により宇宙で最初に実現されました。そこで、NICTでは、宇宙通信での
コヒーレント光通信に対応し、データ伝送速度6Gbit/sまでの強度変調直接受信方式 (IMDD)とコヒーレントBPSK方式両方をリアルタイムに復調可能な、コヒーレント光受 信機のBBMモデルを開発しました。

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光可搬局
img 宇宙と地上とを結ぶ光通信の実現には、天候の影響の回避が重
要です。このため現在は、複数の地上局を異なる場所に配置する
サイトダイバーシティに着目しています。この移動設置できる望遠
鏡と地上ネットワークの利用により、宇宙と地上との光による接続
を目指しています
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精追尾機構
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宇宙における空間光通信と、地上の光ファイバ通信とをシームレスにつなぐには、ファ イバカップリング技術が必須となります。そこで、何千kmも伝搬してきたレーザを地上 の光ファイバに結合する精追尾機構を開発しています。
実際に、衛星「きらり」からの レーザ光を、コア径約10μmの光ファイバに結合することに成功しました。

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電磁波環境の転送
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人は日々の生活で様々な電波を使用しています。身近には、テレビやラジオ、携帯電話で電波が使用されており、近年では無線LANの他、ゲーム機などでも電波を利用しています
電波環境の転送技術が人の生活に合わせて適応的に利用されれば、これまでの端末やユーザが電波環境に合わせる生活から、端末やユーザに適切な電波環境が提供されるようになります。

 

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宇宙量子暗号通信
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量子鍵配送技術は、光ファイバー伝送では減衰や雑音のため300kmが伝送限界といわれ ていますが、人工衛星を用いるとさらに遠方に伝送が可能で、地球全体へのグローバル な量子鍵配送が可能となります。
NICTでは、宇宙における量子暗号通信の光ターミナル の開発や量子もつれの空間-ファイバの変換技術などの開発を進めています。

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レーザーアレイを用いた光通信機
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従来型の光通信装置の構成では、光ビームの追尾において望遠鏡や可動ミラーのように 機械的な可動部分が存在するので、その容積、重量、電力などが数十kgと大きくなる傾 向があります。光通信機器をさらに小型にし、様々なシーンで使用されるようにするこ とを考えると、小型化は必須の項目です。NICTでは、レーザをアレイ的に配置すること で、機械的稼動部を排除し、多目標が追尾可能なMIMO光通信機器を開発しました。

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大気ゆらぎ中レーザ伝送技術
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人口衛星と光地上局間の光通信は、大気の揺らぎ等に影響され、さらに高速で移動しながら地球局に正確にレーザーを送信し続けなくてはならず、非常に困難であり、高度な技術が要求されます。さらに低軌道衛星を用いた光通信実験は、静止軌道衛星と比べ相対移動速度が速いため捕捉追尾にさらに高精度な技術が必要とされます。
過去に世界で行われた静止軌道衛星・低軌道衛星と光地上局間の光通信実験の紹介

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レーザ測距技術
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SLR(Satellite Laser Ranging::衛星レーザ測距)は地上の観測点から人工衛星までの距離をレーザ光により精密に測るもので、その高い測定の精度と正確さから衛星軌道決定、地殻変動観測、地球重力場、大気海洋力学等の研究に応用されている。 SLRで得られる測定量は、地球重心のまわりを回る衛星の力学的な運動に基づいており、無限遠の準星等の位置に準拠した幾何学的な測定を行うVLBI とは本質的に異なっている。

→SLR特設ウェブサイトへ

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