光ファイバ1本の伝送容量109テラビットの世界記録を樹立

現在の光通信は、細い糸のようなファイバ中の1本の光の通路(コア)(図1)に、さまざまな光信号を送信しています。光信号は直径9ミクロンの極細のコアに閉じ込められ、コアのエネルギー密度は太陽の表面並みに非常に高く、注入できる信号パワーの限界があり、光信号が歪むことでエラーが生じたり、ファイバが熱破壊を起こす恐れがあります(図2)。伝送方式の開発により、年ごとに増加を続けていた光ファイバの伝送速度は、2001年を境に増加率が鈍り、毎秒100テラビット近辺が限界と考えられていました(図3)。

また、現在の光ファイバ開発当時に、1本のファイバに複数コアをもつマルチコアファイバ(図1)も考えられましたが、それぞれのコアから漏れた信号が干渉しあう、ファイバの結合時にコアがずれる等の技術的問題があり、マルチコアファイバの開発は進みませんでした。

今回NICTは、技術的に非常に難しいと考えられていたマルチコアファイバの問題を解決し、毎秒109テラビット、16.8kmの伝送実験を行い、全てのコアにおいて良好な通信品質を確認しました。NICTは、オプトクエストが開発した「既存の光ファイバ7本を7コアファイバに接続するための7コア同時空間結合装置」と、住友電工が開発した「コアからの信号漏れを大幅に低減した7コアファイバ」を利用し、本実験を実証しました(図4)。

本実験は、既存の光ファイバで予測されていた物理限界である毎秒100テラビット伝送をマルチコア化で突破し、尚かつ世界記録である毎秒109テラビットを樹立し、マルチコアファイバの有効性を明確に示しました。本技術の確立で、更なる大容量化が確実に見込まれます。また、本技術と他の光通信技術の組み合わせで、現在の1000倍以上の通信容量確保が可能(図5)になる事が期待出来ます。

今後、マルチコアファイバの更なるコア数の拡大と実用化をにらんで、産学官連携の取組みを積極的に推進してまいります。なお、本実験結果は米国ロスアンゼルスで開催されている光ファイバ通信国際会議(OFC/NFOEC2011、3月6日(日)～10日(木))でポストデッドライン論文として採択され、本日発表します。