NECとNTT、12コア光ファイバーを用いた7000km以上の長距離伝送実験に成功

　日本電気株式会社（以下、NEC）と日本電信電話株式会社（以下、NTT）は21日、世界で初めて、標準的な外径（0.125mm）の光ファイバーに光信号の伝送路を12本設けた12コア結合型マルチコアファイバーを用いて、大洋横断級となる7280kmの伝送実験に成功したと発表した。この成果は、将来の光海底ケーブルをはじめとする大容量光ネットワークの実現に貢献する、次世代の伝送基盤技術として期待されるとしている。

　既存の光海底ケーブルには、1本のファイバー内にコアと呼ばれる光伝送路を1本設けたシングルコアファイバーが用いられている。これに対し、ファイバーを標準的な外径から変えずに複数のコアを設けて通信容量を増やすマルチコアファイバーを用いることで、ケーブルの大容量化をめざす研究開発が世界中で進められており、NECは現在、光伝送路を2本設けた2コアのマルチコアファイバーを用いた長距離光海底ケーブルシステムの敷設プロジェクトを手がけている。

シングルコアファイバー（左）と12コア結合型マルチコアファイバー（右）の断面

　標準的な外径の光ファイバーにコアを増やしていくと、コアから漏れた光信号が隣接するコアの光信号に干渉し混信することで、お互いの通信品質が劣化するクロストークが発生する。特に長距離の伝送では、クロストークの深刻化に加え、光信号間の遅延や損失の不均一性などが原因で、送信した信号を正確に受信することが困難になるといった課題がある。

構成図と開発した技術

　こうした課題に対して、NECは、MIMO技術により受信信号の復調を実現したアルゴリズムを開発した。5G無線通信と比べて2桁以上高速な光通信にMIMOを導入し、信号を分離する場合には処理の高速化が求められ、また多数のコアを有するマルチコアファイバーでは、光信号がさらに多重化されるため、より大規模な信号処理が必要となる。さらに、長距離伝送ではクロストークがランダムに発生するという課題もある。NECは、長距離伝送に対応したアルゴリズムを開発し、24×24MIMO（12コア×2偏波）に適用することで、高速な受信信号を正確な分離・復調が可能になった。

　また、NTTは、12コア結合型マルチコアファイバー光伝送路を開発した。マルチコアファイバーを用いた長距離の光通信において、多重光信号間の伝搬に遅延が発生し不均一性が生じると、受信時のMIMO信号処理に必要な回路リソースが増え、実装や実現が困難になる。また、伝搬損失の不均一性が生じると、伝送可能な距離が大きく制限される。NTTは、信号の遅延と損失の不均一性の影響を低減可能な、結合型マルチコアファイバーと入出力デバイス（接続ファンインファンアウト）の設計技術、および長距離用光伝送路設計評価技術を開発した。

標準外径の空間多重ファイバーを用いた長距離光伝送の動向と、成果の位置付け

　両社はこれらの技術を組み合わせ、大洋横断級の光海底ケーブルを想定した7280kmの長距離伝送実験を行い、12空間多重光信号のオフラインでの正確な復調に世界で初めて成功した。

　NECとNTTは今後、技術の研究開発をさらに進め、2030年代のIOWN構想・Beyond 5G/6G時代の大容量光伝送基盤の実現に貢献する、長距離大容量光海底ケーブルシステムならびに陸上コアネットワークシステムとしての実用化を目指すとしている。