OFC2018で光ファイバー伝送の新記録が報告されました

NICT（ネットワークシステム研究所）と株式会社フジクラ（フジクラ、社長：伊藤雅彦）は、既存設備でケーブル化可能な標準外径（0.125mm）で広帯域波長多重伝送が可能な3モード光ファイバを開発しました。

 

研究者らは、159 Tb/sのデータレートで1000 kmを超える伝送実験に成功しました。マルチモード光ファイバーでは、異なるモードの光信号間で伝搬遅延が異なるため、高いデータレートと長距離伝送を同時に満たすことが困難でした。今回の成果は、こうした限界を克服できる可能性を示しています。

 

この結果を伝送能力の一般的な指標であるデータレートと距離の積に換算すると、166 Pb/s×kmとなります。これは標準外径の数モード光ファイバとしての世界記録であり、標準外径光ファイバとしては1000 kmを超える伝送速度としては最大となります。159 Tb/sの伝送容量を実現するために、348波長すべてにおいて実用的な高密度多値変調光信号である16QAM（直交振幅変調）と組み合わせたモード多重化技術を採用し、さらにMIMO（多入力多出力）技術によって1000 kmを超える長距離伝送後でも混在モード信号のスクランブル解除を可能にしています。これは、標準外径の多モード光ファイバが大容量光基幹伝送システムの通信に使用可能であることを示しています。

 

この実証結果は、第41回光ファイバ通信会議・展示会（OFC2018）において、ポストデッドライン論文として発表されることが決定しました。

 

増大し続ける通信トラフィックに対応するため、従来の光ファイバの限界を超える新しいタイプの光ファイバを用いた大規模光伝送とその応用に関する研究が世界中で活発に行われています。研究されている主な新しいタイプの光ファイバとしては、光ファイバ内に複数の通路（コア）を配列したマルチコアファイバと、コア径を大きくして一つのコアで複数の伝搬モードをサポートするマルチモードファイバがあります。これまで、マルチコアファイバでは大容量・長距離の伝送実験に成功した例が報告されていますが、マルチモードファイバでは大容量と長距離を同時に満たす伝送は困難とされていました。

 

今回、NICTはフジクラが開発した光ファイバを用いて伝送システムを構築し、159テラビット/秒（Tb/s）の伝送速度で1045kmを伝送することに成功しました（図1）。この結果を伝送能力の一般的な指標である伝送速度と距離の積に換算すると、166ペタビット/秒×kmとなります。これは、これまでの少数モード光ファイバの世界記録の約2倍に相当します。

 

伝送システムは、以下の要素技術で構成されています。

 

標準外径0.125 mmの3モード光ファイバ

 

348波長光コム光源

4ビット/単一偏波シンボルに相当する16QAM多値変調技術

光ファイバー内の伝搬速度が異なるマルチモード光信号の分離技術（MIMO処理）

研究者らは、標準3モード光ファイバを用いて1045km以上の伝送に成功しました。標準外径光ファイバの敷設においては、既存の設備を活用できるため、早期の実用化が期待されます。また、NICTが産学官連携で研究を進めているマルチコア技術と組み合わせることで、将来的には究極の大容量伝送も可能となります。

 

研究者らは、今後もビッグデータや5Gネットワークサービスなどのトラフィックをスムーズに収容できる将来の光通信インフラ技術の研究開発を継続していく。