光ファイバの最大伝送容量の世界記録を更新、2.15ペタビット毎秒を達成 ～高精度光コム光源を採用～

2015年10月1日

国立研究開発法人情報通信研究機構
住友電気工業株式会社
RAM Photonics, LLC

光ファイバの最大伝送容量の世界記録を更新、2.15ペタビット毎秒を達成
～高精度光コム光源の採用により、長距離化・大規模化への期待～

【ポイント】
■　従来世界記録1ペタビット毎秒の約2倍である2.15ペタビット毎秒を達成
■　品質が均一で長距離伝送に好適な同種コア型のシングルモード22コアファイバを採用
■　将来の大規模デジタルコヒーレント光ネットワークに向け、高精度光コム光源を採用

　国立研究開発法人情報通信研究機構（NICT、理事長: 坂内 正夫） リンクは、住友電気工業株式会社（住友電工、社長: 松本 正義）、RAM Photonics, LLC（RAM、CEO: John R. Marciante）と共同で、従来世界記録であった光ファイバ1本あたりの伝送容量を2倍以上に更新し、2.15ペタビット毎秒の光信号の送受信実験に成功しました。光ファイバ1本当たりの伝送容量を拡大する次世代技術として、新型光ファイバが世界的に研究されている中、今回、品質が均一で長距離伝送に好適な同種コア型のシングルモード22コアファイバと波長多重光を一括で生成可能な高精度光コム光源を用いて、30km伝送の実証を行いました。
　光伝送システムでの利用が期待されている高精度光コム光源を採用した今回の実験により、将来の大規模デジタルコヒーレント光ネットワーク実現の可能性が拓けます。なお、本論文は、第41回欧州光通信国際会議（ECOC2015）にて高い評価を得て、最優秀ホットトピック論文として採択されました。

【背景】
　増大し続ける通信トラフィックに対応するために、従来の光ファイバの限界を超える新型光ファイバと、それを用いた大規模光伝送の研究が世界中で盛んに行われています。NICTは、これまでマルチコア光ファイバや結合装置、増幅器などの基本機能やそれらで構成されるネットワークの研究開発を行い、2015年3月に光ファイバの製造技術限界を突破するための世界最高コア数36コア、かつマルチモードの光ファイバ伝送実験にも成功しました。
　しかしながら、実際の光ファイバ通信システムにおいて、既存の光ファイバ伝送システムの能力を大幅に凌駕するためには、高品質の新型光ファイバだけでなく、高性能の光通信装置との相乗効果が不可欠です。また、実用的な新型光ファイバでは、長距離伝送に耐え得る低損失、低クロストークを実現する必要があります。さらに、波長多重技術を使う光通信装置では、伝送能力を左右するレーザ光源の性能を高める必要があり、一括で数百の光搬送波を生成する高精度光コム光源の利用が期待されていました。

【今回の成果】
　今回NICTは、長距離伝送への適応性を考慮し、シングルモード22コアファイバと、高品質なレーザ光源群よりも優れた性能を持つ光を、通信波長帯において一括生成する高精度光コム光源による光伝送システムを構成し、従来記録の2倍以上となる2.15ペタビット毎秒の光信号の送受信実験に成功しました。
　本実験では、住友電工が「シングルモード22コアファイバ」を設計・製造しました。また、「高精度光コム光源」は、住友電工が独自開発した専用の高非線形ファイバを使用し、RAM社が設計・製造しました。
　22コアファイバは、すべてのコアが従来ファイバと同じシングルモードであることから、長距離伝送特性に優れ、なおかつ、全コアが同等の物理特性である同種コア型であるためコア間の信号品質が均一となり、空間符号化や自己ホモダイン伝送などの高度な伝送方式にも対応可能です。高精度光コム光源では、25GHz間隔の399波長の搬送光を一括生成しています。既存の波長多重伝送システムで一般的なレーザ光源群に比べ、雑音を大幅に抑え、周波数の安定性も高いために、高密度な信号伝送を可能にします。
　本実験結果により、マルチコアファイバの潜在能力を押し上げると共に、高精度光コム光源の大容量伝送への適用を実証したことで、将来の大規模コヒーレント光ネットワークの可能性を拓きました。

【今後の展望】
　今後、マルチコアマルチモードファイバ伝送技術の実用化を目指して、通信事業者、メーカーとの取組を積極的に推進し、光通信の更なる大容量化技術の研究開発に取り組んでまいります。
　なお、本実験の結果は、スペイン、バレンシアで開催されている光ファイバ通信関係最大の国際会議の一つである第41回欧州光通信国際会議（ECOC2015、9月27日（日）～10月1日（木））で高い評価を得てポストデッドライン論文（最優秀ホットトピック論文）として採択され、現地時間10月1日（木）14:00に発表します。