NTT,最大帯域で長距離光パラメトリック増幅中継

日本電信電話(NTT)は,光パラメトリック増幅(OPA)を用いた広帯域一括増幅中継器を世界で初めて構成し,OPA中継器としては世界最大となる14.1THz帯域を実現,波長多重信号の一括光増幅中継伝送実験に成功した(ニュースリリース)。

現在の光ネットワークでは,約4THzの増幅帯域をもつ光増幅器(EDFA)が広く用いられており,波長多重されたデジタルコヒーレント光信号を,中継間隔約80kmで光のまま増幅中継し,伝送している。

従来は,既存の光ネットワークと同じ中継間隔を保ちつつ,伝送する1波長あたり光信号を高速化することで伝送容量を拡大してきたが,NTTが提唱するIOWNにおいては,これに加え,利用可能な波長資源(光帯域)の拡大が求められる。

そこで同社は,PPLN導波路を用いた光パラメトリック増幅を用いた広帯域増幅中継を実証してきたが,その中継間隔は30kmであり,増幅帯域と中継間隔の両立が課題だった。

今回,光パラメトリック増幅の帯域を最大限活用可能な光増幅中継器を世界で初めて構成した。光増幅中継器は,中継間隔80kmに対して十分な増幅利得を得るためプリアンプ部とポストアンプ部からなる2段構成を採用した。

光パラメトリック増幅で波長多重(WDM)信号を増幅する場合,WDM信号を基本波長(λF)を中心に2つの波長帯域に分割して増幅する必要があるため,各増幅段は,長波長帯と短波長帯の信号増幅用の偏波多重信号に対応した特性のそろった増幅部で構成する必要がある。

独自技術により実装した特性の揃った複数のPPLN導波路モジュールを実現・適用した。さらに,光パラメトリック増幅の帯域制御技術を適用し,増幅利得のピーク波長を基本波長から遠ざかる方向にシフトさせ,長波長側では7.5THz以上,短波長側では6.5THz以上まで光増幅帯域を拡大した。

これにより,従来の一括増幅帯域の2倍以上となる,OPA中継器としては世界最大の14.1THzの一括増幅帯域幅を実現し,中継間隔80kmで最長400kmの広帯域一括光増幅中継伝送に成功した。この技術により,シングルモード光ファイバ上の波長資源が従来の3倍以上に拡大されることが期待されるという。

特に,波長資源拡大技術は,波長当たりの高速化(マルチテラビット化)技術と融合することで,伝送容量と距離のスケーラビリティを大きく拡大する技術としても期待されている。同社は,IOWN/6Gにおけるオールフォトニクス・ネットワークの実現に向か,研究開発を進めていくとしている。

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