三菱,光通信の大容量化・低消費電力化技術を開発

三菱電機は,基幹光ネットワークで用いられる光送受信器に適用する新たなデジタル信号処理技術として,光通信の大容量・低消費電力化を実現する「圧縮シェイピング」技術を世界で初めて開発した(ニュースリリース)。

基幹光ネットワークは高度情報化社会を支える通信インフラの一つとして,大規模データを集約して長距離伝送するために多数用いられている。近年,新たな生活様式への移行にともない,通信トラフィックは増加しており,大容量かつ低消費電力の通信が求められている。また,次世代のBeyond 5Gサービスでは,現在の10倍の大容量・高速通信が必要とされている。

一方,データ通信の大容量・高速化が進むほど信号伝送時の歪みや雑音等の影響が増加し,符号誤りが顕著となる。このとき,誤りを訂正する符号処理には多くの電力が消費されるため,大容量化と低消費電力化を両立する妨げとなる。

また,符号誤りを減らすために信号点間同士が重なりにくいように信号点間距離を広げると,全体のエネルギーが大きくなって,光ファイバー通信の制約を満たさなくなるという課題があった。

今回,高い確率で生じる「0」の割合が多いデータ(無効データ)をエネルギーの小さい信号点に割り当てる「シェイピング」を行なうことで,全体のエネルギーを抑えたまま信号点間の距離を離し,符号誤りを減少させるとともに,同時にデータ圧縮も行なう「圧縮シェイピング」技術を開発した。

これにより,誤りを訂正する符号処理の電力消費を従来比8分の1以下に低減するとともに,光送受信器の大容量化も可能となる。また,「圧縮シェイピング」技術を汎用の大規模集積回路であるFPGAに実装し,世界最高の光通信用符号処理速度(最大1.6Tb/s超)で実証したとしている。

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