NTT,コア間の光結合で異なるモードの光信号を結合

著者: sugi

日本電信電話(NTT)と北海道大学は,1本の通信用光ファイバで10倍以上の大容量化を実現する新たな構造設計を世界で初めて考案・実証した(ニュースリリース)。

同社は現在の光ファイバと同じ細さのガラスの中に4コアを有するマルチコア光ファイバ(MCF)を開発してきた。さらにIOWNでは現在の伝送容量の125倍を目指しており,光の多重度(4コアMCFの場合は4)を10以上に拡張する技術を求めている。

その選択肢の1つとして,1つのコア内に複数の種類の光(モード)が伝搬するマルチモード光ファイバ(MMF)や,コア間の距離を小さくし,コア間で光信号が結合するように設計した結合型MCFが研究・報告されている。

これらの光ファイバでは,光信号間の伝搬遅延差が大きいと伝送特性が劣化するが,結合型MCFはMMFに比べ伝搬遅延差を低減しやすいため,MMFと結合型MCFを融合できれば,光ファイバの細さを維持したまま,数10以上の光の多重度が期待される。

しかしこれまでは,1つのコアで複数のモードが伝搬する場合,隣接コア間でモードの異なる光信号同士を結合させることができなかった。

コア間の同モードの光信号の結合は,コア間隔を適切に設定することで実現でき,光ファイバに加わる自然な曲がりやねじれによって結合が加速される。実際の光ケーブルでも実装された光ファイバにはランダムな曲がりやねじれが加えられており,これを積極的に制御・活用することで結合型MCFケーブルが実現できることが実証されている。

しかし,各コアが複数の光信号を有する場合,異なる光信号間の隣接コア間における結合を実現するには光ファイバに極端な(小さな半径の)曲がりを付与する必要があり,光信号自身が光ファイバの外部に漏れてしまう問題があった。

研究では光結合のモデルを隣接2コア間から隣接3コア間に拡張した新たな光ファイバ設計技術を見出し,結合特性の制御に必要な曲がり条件(曲がり半径)を大きく緩和し,コア間・光信号間の完全結合が実現できることを世界で初めて考案した。

一例として,1つのコアで3つのモードの光信号を伝搬可能なコアを六方最密状に7個配列し3モード7コア光ファイバを試作し,その光結合特性と曲がり条件(曲げ半径)との関係を評価した。その結果,R=50mmにおいて3モードの光信号の到達時間分布が一致し,全光信号の完全結合が実現した。これは7コア×3モードで,合計21の光信号結合が実現できることを示したもの。

同社は今回の成果にいついて,限られた光ファイバ断面内で10以上の空間多重を実現するこれまでの実現技術に新たな選択肢を示すものだとしている。

キーワード:

関連記事

  • NICT、衛星・HAPS等に搭載可能な小型光通信端末を用いて2Tbit/s空間光通信を達成

    情報通信研究機構(NICT)は、衛星・HAPS等に搭載可能な小型光通信端末を用いて2Tbit/sの空間光通信(FSO)の実証実験に世界で初めて成功した(ニュースリリース)。 これまでの空間光通信の実証は、欧州を中心にテラ…

    2025.12.26
  • NTTとNII、世界初 短時間で光波長パスを経路切替・追加する技術を実証

    国立情報学研究所(NII)、NTT、NTT東日本は、激甚災害時のネットワーク維持を想定し、通信状況に応じて光伝送レイヤの設計・制御を自動化することによって、波長変換を含む光波長パスにおける経路切替やオンデマンド追加設定を…

    2025.12.24
  • KDDI総研と京大、千歳科技大 宇宙光通信に適した周波数変調型フォトニック結晶レーザーを開発

    京都大学、KDDI総合研究所、公立千歳科学技術大学は、宇宙光通信など長距離自由空間光通信(FSO)への応用を想定し、発振周波数を高効率かつ高速に変調できる「周波数変調型フォトニック結晶レーザー(PCSEL)」を開発した(…

    2025.11.27
  • NTT R&Dフォーラム2025で見えた光技術の現在

    NTTは、最新のR&D関連の取り組みを紹介する「NTT R&D FORUM 2025」を11月19日(水)~21日(金)、25日(火)~26日(水)の6日間にわたり,NTT武蔵野研究開発センタ内において開…

    2025.11.20
  • 京セラ、水中光無線通信で世界最速レベルの伝送容量5.2Gb/sを達成

    京セラは、水中環境における短距離光無線通信において、世界最速レベルとなる5.2Gb/sの伝送を達成した(ニュースリリース)。 近年、AUV(自立型無人潜水機)や水中ドローンを活用した海洋調査、構造物点検、資源探査が急速に…

    2025.11.13
  • NTT,IOWN2.0は光コンピューティングへ

    NTTは10月6日,IOWN(Innovative Optical and Wireless Network)技術についてメディアや投資家向けに説明する「PR/IR DAY」を開催した。 まず初めに「Toward the…

    2025.10.07
  • NEC,80km伝送低消費電力光トランシーバを発売

    NECは,25Gb/s伝送用の光トランシーバのラインナップを拡大し,80km伝送が可能な「25G SFP28 80km BiDi」の販売を開始した(ニュースリリース)。出荷開始は,25年11月末を予定。 近年,モバイルネ…

    2025.09.30
  • NEC,アジア地域光海底ケーブルシステムの供給契約

    NECは,米Meta Platforms, Inc.,ソフトバンク,アイ・ピー・エス,マレーシア TM Technology Services Sdn. Bhd.と日本とシンガポールを結ぶアジア地域内光海底ケーブルシステ…

    2025.09.30

新着ニュース

人気記事

新着記事

  • オプトキャリア