ニュースリリース 遊雅堂 おすすめゲーム

KDDI株式会社（本社：東京都千代田区、代表取締役社長 CEO：髙橋　誠、以下 KDDI）、株式会社KDDI総合研究所（本社：埼玉県ふじみ野市、代表取締役所長：中村　元、以下 KDDI総合研究所）、住友電気工業株式会社（本社：大阪府大阪市、社長：井上　治、以下 住友電工）、古河電気工業株式会社（本社：東京都千代田区、代表取締役社長：森平　英也、以下 遊雅堂 おすすめゲーム）、及びOFS Laboratories, LLC（本社：米国、以下 OFS）は、標準的な光ファイバと同じ250μmの光ファイバ^（注1）の中に12個の独立したコアを高密度に配置した非結合12コア光ファイバと、広帯域なO帯光ファイバ増幅器（以下、「BDFA」）を組み合わせることにより、標準光ファイバ径の光ファイバ伝送実験では世界最大となる伝送帯域幅115.2THz（従来のC帯に比べて約24倍）の超広帯域伝送実験に成功しました（伝送容量484Tbps、伝送距離31km）^（注2）。
6G時代には、IoT端末やモビリティサービスの普及により、現在よりもはるかに膨大で多様なデータがネットワークを流れることが想定され、ネットワークを支えるためには光ファイバ通信の容量をより拡大することが不可欠です。今回の成果は、6G時代のデータセンター間の大容量高速通信を支える技術となります。また、光ファイバ1本あたりの通信容量を大幅に拡大できることから、より少ないファイバ心線数で同じ通信容量を確保することができ、通常の管路や設備を省スペースで活用することが可能な技術として期待されます。

なお、今回の成果は、2023年10月1日～5日に開催された光通信技術に関する世界最大規模の国際学術会議ECOC2023（European Conference on Optical Communications）のポストデッドライン論文^（注3）として報告されました。

6G時代のネットワークを支えるためには光ファイバ通信の容量をより拡大することが求められています。
光ファイバ1本あたりの通信容量は、一般的に光の波長をわずかに変えて多重伝送する波長分割多重方式により、大容量化が可能です。
これまで、KDDI総合研究所、住友電工、遊雅堂 おすすめゲームは1本の光ファイバに複数のコアがあるマルチコア光ファイバの実用化に向けた取り組みを進めてきました^（注4）。また、KDDI総合研究所、遊雅堂 おすすめゲーム、OFSは、2023年3月に、新たにC帯やＬ帯の約2倍の伝送帯域があるＯ帯の活用に向けて、O帯コヒーレント高密度波長多重（DWDM）伝送^（注5）実験を行い成功しました^（注6）。さらに、住友電工は2023年3月に、高密度光ケーブルの実現に適した、標準的な光ファイバと同じ250μmの太さの高密度非結合12コア光ファイバを発表しています^（注7）。

このたび、KDDI、KDDI総合研究所、住友電工、遊雅堂 おすすめゲーム、OFSは、標準的な光ファイバと同じ250μmの太さの高密度非結合12コア光ファイバを用い、コア間クロストークの影響が大幅に低減されたO帯コヒーレントDWDM伝送技術を組み合わせることで、伝送帯域幅115.2THzの大容量伝送実験に成功しました。

大容量伝送を可能にする双方向O帯コヒーレントDWDM伝送技術の開発

光ファイバの損失を広帯域にわたって1台で効率よく補償するO帯ビスマス添加光ファイバ増幅器の開発

ファイバ1本あたりの通信容量を大幅に向上させる高密度非結合12コア光ファイバの開発

O帯は、C帯に比べて波長分散の影響が小さいため、波長分散^（注8）を補償するための信号処理負荷を軽減できるという特長がありますが、非線形光学効果^（注9）により光信号の品質が劣化しやすいという難点があります。そのため、Ｏ帯は光ファイバ通信システムを大容量化するには不向きであるとされてきました。KDDI総合研究所は、光信号の送信パワーを最適化することで非線形光学効果を抑圧し、大容量伝送を可能にするＯ帯コヒーレントDWDM伝送技術を開発しました。
光ファイバ通信の大容量化には、より多くの光信号を波長多重することが有効ですが、そのためにはより広い波長帯域を増幅する光ファイバ増幅器が求められます。遊雅堂 おすすめゲームとOFSが開発したBDFAは、C帯とL帯を合わせた帯域よりも広いO帯全域にわたって光信号を増幅することが可能です。本実験では、O帯のうち9.6THzにわたってコヒーレントDWDM信号を増幅したことにより、C＋L帯に匹敵する超広帯域を実現できることを示しました。
さらに、1本の光ファイバの中に複数の光信号の通り道であるコアを配置するマルチコア光ファイバを適用すれば、光ファイバ1本あたりの通信容量をコア数の分だけ拡大できます。住友電工は、C帯に比べてO帯の光信号がコアにより強く閉じ込められることに着目し、標準的な光ファイバの外径である250μmの中に独立した12個のコアを高密度に集積配置した非結合12コア光ファイバを開発しました。
これらの3つの技術を組み合わせることで、光ファイバ1本あたりの利用可能な帯域の合計を115.2THzまで拡張できることを示し、その一例として484Tbps大容量伝送実験に成功しました。これは、複数の波長帯域を組み合わせていない、単一の波長帯域の実証実験としては世界最大の帯域幅と通信容量となります。

今後は、データセンター間通信容量の更なる大容量化を目指し、超広帯域O帯コヒーレントDWDM伝送システムの実用化に向けて、送受信機や光ファイバ増幅器、ならびにデジタル信号処理アルゴリズムの研究開発を進めていきます。

本研究開発の一部は、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の委託業務として受託しているプロジェクト JPNP20017の結果、得られたものです。

株式会社KDDI総合研究所　広報グループ

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