NTTら,12コア光ファイバーで7,280kmの伝送に成功

日本電気(NEC)と日本電信電話(NTT)は世界で初めて,標準的な外径(0.125mm)の光ファイバーに光信号の伝送路を12本設けた12コア結合型マルチコアファイバーを用いて,大洋横断級7,280kmの伝送実験に成功した(ニュースリリース)。

既存の光海底ケーブルには,1本のファイバー内にコアと呼ばれる光伝送路を1本設けたシングルコアファイバーが用いられている。これに対し,ファイバーを標準的な外径から変えずに複数のコアを設けて通信容量を増やすマルチコアファイバーを用いることで,ケーブルの大容量化をめざす研究開発が世界中で進められている。

標準的な外径の光ファイバーにコアを増やしていくと,通信品質が劣化するクロストークが発生する。特に長距離の伝送では,クロストークの深刻化に加え,光信号間の遅延や損失の不均一性などが原因で,送信した信号を正確に受信することが困難となる。

混信した多数の無線信号をMIMO(Multiple Input Multiple Output)技術により分離する処理は一般的に用いられているが,既存の光通信で実用化されているMIMO信号処理の規模は,2つの多重光信号(2偏波多重信号)まで。

5G無線通信と比べて2桁以上高速な光通信にMIMOを導入し信号を分離する場合,処理の高速化が求められる。また,多数のコアを有するマルチコアファイバーでは,光信号がさらに多重化されるため,より大規模な信号処理が必要となる。さらに,長距離伝送ではクロストークがランダムに発生する。

そこで,NECはMIMO技術により受信信号の復調を実現した長距離伝送対応のアルゴリズムを開発した。これにより24×24 MIMO(12コア×2偏波)に適用して,高速な受信信号を正確に分離・復調することが可能となった。

また,マルチコアファイバーを用いた長距離の光通信において,多重光信号間の伝搬に遅延が発生し不均一性が生じると,受信時のMIMO信号処理に必要な回路リソースが増え,実装や実現が困難になる。

さらに,伝搬損失の不均一性が生じると,伝送可能な距離が大きく制限されることなどから,NTTは信号の遅延と損失の不均一性の影響を低減可能な結合型マルチコアファイバーと入出力デバイス(接続ファンインファンアウト)の設計技術,および長距離用光伝送路設計評価技術を開発した。

両社は,今後この技術の研究開発をさらに進め,2030年代のIOWN構想・Beyond 5G/6G時代の大容量光伝送基盤の実現に貢献し,長距離大容量光海底ケーブルシステムならびに陸上コアネットワークシステムとしての実用化を目指すという。

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