NTTとNEC、富士通、世界最高水準の毎秒400ギガビット級光伝送実験に成功

日本電信電話株式会社（NTT）、日本電気株式会社（NEC）、富士通株式会社の3社は4日、世界最高水準といえる1チャネルあたり毎秒400ギガビット級のデジタルコヒーレント光伝送技術の実用化を目指す光伝送実験を実施し、成功したことを発表した。従来の光ファイバを活用しながら、4倍の光伝送が実現可能になるという。

現在、市場ではデジタルコヒーレント技術を用いた、1チャネルあたり毎秒100ギガビット級の光伝送システムの普及が進んでいる。だが、近い将来における本格的なビッグデータ社会の到来やM2Mの普及拡大を考えると、データ通信量のみならずデータの多様性がさらに増すと見込まれ、次世代の光基幹ネットワークとして、さらなる超高速・大容量のデータを柔軟に、かつ経済的に伝送するものが求められる。

そこでNTT、NEC、富士通の3社は、2012年度に総務省の委託研究「超高速・低消費電力光ネットワーク技術の研究開発」を受託し、1チャネルあたり毎秒400ギガビット級のデジタルコヒーレント伝送技術の実用化に向けた共同研究開発を進めてきていた。

（画像はプレスリリースより）

3社は、まず従来の光伝送で採用している、光の位相に情報を重畳する4値位相変調（QPSK）に加え、容量を拡大するため、光の位相と振幅の両方に情報を重畳、さらに多値化を図った8値の直交振幅変調（QAM）および16値のQAMを採用、帯域圧縮技術によるサブキャリア多重である「ナイキストフィルタリング」を組み合わせた。

光伝送路の特性に応じ、回線品質が適切な変調方式を選択することで、効率よく光ネットワーク資源を運用することを可能とする適応変復調技術については、8値のQAMを含めて電子回路に実装可能なアルゴリズムで実現したのは、世界でも初めてのことという。これで、伝送距離など伝送路の状況に応じて、同一のハードウエアでさまざまな変復調方式が可能な、適応性の高い毎秒400ギガビット級の超高速光伝送技術が生み出された。

またアルゴリズムと回路方式を工夫することで、演算量を大幅に削減し、回路実装可能で非線形光学効果の補償機能を実現化するデジタル逆伝搬信号処理を開発。さらに、波長ごとに光ファイバ中の伝搬遅延時間が異なる現象である波長分散値を、光ファイバにして10,000km相当まで推定可能な波長分散推定技術も開発した。そして高性能な誤り訂正符号MSSC－LDPCを活用し、伝送距離のさらなる延伸も実現したという。これらから、装置数を削減して、ネットワークの低消費電力化を図りながら、長距離伝送を実現することが可能になった。

これら開発した要素技術を結集し、海底伝送路をモデルとした光中継伝送で最大10,000km、陸上伝送路をモデルとした光中継伝送で最大3,000kmのストレートラインにおける光伝送実験に成功。回路実装が可能なアルゴリズムで実用化に必要な機能を実現できることを確認したそうだ。

3社では今回の成果をもとに、超高速かつ低消費電力で柔軟性を兼ね備えた、次世代の世界最高レベル光ネットワークを実現する、毎秒400ギガビット級光伝送技術を早期に実用化したいとした。また国内外の機関とも連携し、成果のグローバル展開も目指す方針を示している。




日本電信電話株式会社／日本電気株式会社／富士通株式会社　プレスリリース
http://jpn.nec.com/press/201409/20140904_01.html