NICT、標準外径の光ファイバーで55モード多重・毎秒1.53ペタビットの伝送に成功

　国立研究開発法人情報通信研究機構（以下、NICT）は3日、NICTネットワーク研究所のラーデマッハ・ゲオルグ・フレデリック主任研究員らのグループが、ベル研究所、プリズミアン、クイーンズランド大学と共同で、世界で初めて、標準外径（0.125mm）の光ファイバーで毎秒1.53ペタビット（1.53Pbps）の大容量伝送実験に成功したと発表した。

　NICTはこれまで、標準外径4コア光ファイバーや、シングルコア・15モード光ファイバーを用いた伝送システムを構築して、それぞれ毎秒1ペタビットの伝送実験に成功している。標準外径光ファイバーではコア数に限界があり、今後さらなる伝送容量向上にはモード数の増加が必要となるが、モード多重伝送では、モードごとの伝搬特性に差があると信号品質の劣化や信号処理負担の増大が生じるため、15モードを超える大容量伝送実験は報告されていなかったという。

　今回の実験では、商用の波長帯域（C帯）を用いて55モード多重に成功し、周波数帯域当たりのビット数を飛躍的に増やすことで、標準外径光ファイバーの伝送容量世界記録を更新した。

　実験では、プリズミアンのシングルコア・55モード光ファイバー、NICTのモード多重送受信技術、ベル研究所およびクイーンズランド大学の設計・製作による多重反射位相板方式のモード合波器／分波器を利用し、NICTが伝送システムを構築。合計毎秒1.53ペタビット光信号の、25.9km伝送に成功した。

　55モード多重信号のMIMO処理を行うために、高速かつ並列度の高い信号受信システムを構築し、全モードの信号を一括で受信した。受信後にMIMO処理を行った結果、C波長帯の184波長において、偏波多重16QAM信号のモード分離に成功した。過去の15モード多重伝送と比較すると、モード数の増加に伴い、周波数帯域当たりのビット数が3倍以上（332ビット/秒/Hz）に向上しており、今回の実験ではC波長帯を用いたが、今後、波長帯域をマルチバンド化していくことでさらなる伝送容量の拡大が見込めるとしている。

　NICTでは、現在、世界中でBeyond 5G情報通信社会の実現に向け開発が進められているが、通信デバイスや通信量などの持続的な増加から、Beyond 5G後の情報通信インフラ技術についても現時点から検討を始めておく必要があると説明。今回の成果は、Beyond 5G後を見据えた、技術開発の重要な一歩になるとしている。