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NTTが1波長あたり1.2テラビット/秒の世界最大容量となる光伝送を実現するデジタルコヒーレント信号処理回路および光デバイスを開発

2022.09.15

画像はイメージです

現在普及している商用光伝送システムの12倍に伝送速度を高速化

NTTは、世界最大容量となる1波長あたり1.2テラビット/秒の光伝送を実現するデジタルコヒーレント信号処理回路および光デバイスを開発したと発表した。

近年の映像データの流通拡大やクラウド技術の進展に加え、5Gサービスなど新しい情報通信サービスの普及、さらにはリモートワークの急速な普及に伴い、情報通信トラヒックは増大しており、今後も増大し続けることが予想される。

このような状況に対応するためには、基幹系の光通信ネットワークにおいては、単位ビットあたりの伝送に必要となる消費電力とコストを、おおよそ10年で1/10程度のペースで低減することが求められている。

しかしながら、これまでの技術では、さらなる大容量化に伴う通信用デバイスの消費電力増大を、大幅に削減することが困難だった。そこでNTTは、既設の光伝送システム容量を経済的かつ大幅に拡張できる世界最高水準の光伝送技術および光デバイス技術の開発を進めてきたという。

今回開発された技術は、光の偏波、振幅、位相をすべてデジタルデータとして取り込み、高度な信号処理によって光ファイバ伝送路や光電子デバイス中で発生する信号歪みを補償するデジタルコヒーレント光伝送システムに適用されるもので、世界最高水準のデジタルコヒーレント信号処理回路と、世界最大級の光-電気応答帯域を実現する140ギガボー超級の光デバイスで構成される。

開発技術の概要図

理論限界に迫る伝送性能を有する最先端の符号化変調技術と、低消費電力に大容量データのビット誤りを訂正できる前方誤り訂正技術を組み合わせることで、光デバイスが有する高速・広帯域性能の潜在力を最大限に引き出すフレキシブル符号化変調を実現。

さらに、光ファイバ伝送の信号歪みを低消費電力に補正するアルゴリズムや最先端CMOSロセスを活用することで、世界最大容量の1波長あたり1.2テラビット/秒のデジタル信号処理を実現している。

また、NTT独自構造を採用した世界最高速級の光素子および高速信号を低損失に伝える新パッケージを適用することで超高速の光変調を実現している。これらの技術を偏波多重64QAMに適用した符号化変調光信号により、1波長あたり1.2テラビット/秒を実現した。

本開発技術により、現在広く普及している商用光伝送システム(1波長あたり100ギガビット/秒)の12倍となる1波長あたり1.2テラビット/秒に伝送速度を高速化できる。1波長あたりの伝送容量を拡大させることで、ビット当たりの消費電力も既存光送受信器と比較して、1/10以下に削減が可能となる。

これまで達成されている最大の1波長あたりの容量は国内外含めて800ギガビット/秒だったが、本開発技術により1.5倍の増大を実現。1波長あたりの容量を増大させる方法として、多値レベルのより高い変調方式を利用する方法があるが、伝送距離が制限されてしまう。

本技術により、これまで100ギガボーであった変調速度を140ギガボーまで高速化することで、多値レベルを抑えた変調方式が利用可能となり、伝送による波形歪みや光増幅雑音に対して高い耐力を実現できるため、800ギガビット/秒信号の伝送距離をこれまでの2倍以上に拡大できる。

本成果の位置づけ

なお、今後の展開について、NTTでは「IOWNの実現に向けて、End-Endでのフォトニクス技術をベースにした大容量、低遅延、かつ柔軟性、消費電力に優れた革新的なネットワークをめざして、最先端の光伝送技術をさらに拡張発展していきます。その成果を活かした大容量光伝送システムを含め、経済的かつ大容量・低消費電力なネットワークの実現を推進します。あわせて、国内外の機関とも連携して、成果のグローバル展開をめざしていきます」とコメントしている。

関連情報
https://group.ntt/jp/

構成/立原尚子


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