世界最高水準の400ギガビット級光伝送技術の実用化に目処——最大１万kmの長距離 ・ 超高速光伝送実験に成功
NTT，日本電気㈱，富士通㈱の ３ 社は，世界最高水準

１ チャネル当り毎秒400ギガビット級のデジタルコヒーレとなる １ チャネル当り毎秒400ギガビット級のデジタルコント光伝送技術の実用化に向けた共同研究開発を進めてヒーレント光伝送技術の実用化への目処となる伝送実験

きました．に成功しました．毎秒400ギガビット級の信号を最大で62■今回開発した成果

チャネルに多重化し，変調方式ごとに異なる容量の毎秒12.4～24.8テラビットの波長多重信号により数千～ １ 万kmの光ファイバ伝送を実証しました．
本技術を光送受信装置に実装することにより，従来の光今回，以下のような １ チャネル当り毎秒400ギガビット級の超高速光伝送に必要な要素技術を開発しました．
（1） 適応性の高い毎秒400ギガビット級の適応変復調技術の開発

ファイバを活用しながら ４ 倍の光伝送が実現でき，超高画従来の毎秒100ギガビット伝送で採用している，光の位質映像の伝送やM2Mの普及拡大に耐え得る世界最高レベ

相に 情 報 を重 畳 する ４ 値 位 相 変 調（QPSK: Quadrature

ルの基幹網の構築が実現できます．

Phase Shift Keying）に加えて，容量を拡大するために光今後はこの成果を発展させ，毎秒400ギガビット級光伝の位相と振幅の両方に情報を重畳してさらに多値化を送技術の実用化を加速していきます．なお，本研究開発

図 った ８ 値 の 直 交 振 幅 変 調（QAM: Quadrature Ampli­

は総務省の委託研究「超高速 ・ 低消費電力光ネットワー

tude Modulation）および16値QAMを採用し，ナイキストク技術の研究開発」を受託し進めているものです．

フィルタリングと呼ばれる帯域圧縮技術によるサブキャリア多重を組み合わせました．これらの技術により，情報の■背景

伝送容量を従来と比較して格段に増大できる世界最高水FTTH（Fiber To The Home）やスマートフォンの普及

準の毎秒400ギガビット級の超高速光伝送を実現しました．

によるデータ通信量の爆発的な増大に対応するため，現在，特に，光伝送路の特性に応じて，回線品質が適切な変市場ではデジタルコヒーレント技術を用いた １ チャネル当調方式を選択することで，効率の良い光ネットワーク資源り毎秒100ギガビット級の光伝送システムの普及が進展しの運用を実現する適応変復調技術について， ８ 値QAMをています．

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NTT，NEC，富士通などは，総務省からの委託研究「超は世界初であり，QPSKと16値QAMでカバーしきれなかっ高速光伝送システム技術の研究開発」（2009年度），「超高た，光ファイバ １ 心当り毎秒10～20テラビットの容量で速光エッジノード技術の研究開発」（2010～2011年度）に500～1500 km程度の伝送距離の領域をカバーすることがより毎秒100ギガビット級のデジタルコヒーレント光伝送できます．これにより，伝送距離など伝送路の状況に応じ方式の研究開発を実施し，その開発成果は各社によってて同一のハードウェアでさまざまな変復調方式を実現で光伝送システムとしてグローバルに展開され世界中の光き，より適応性の高い柔軟なネットワークが実現できます．
（2） 長距離伝送を可能とするデジタル逆伝搬信号処理ネットワークへの普及が進んでいます．また，その中に採用されているコヒーレントDSPは世界のトップシェアとなっています．

による補償機能の実現
毎秒400ギガビット級の超高速光伝送を長距離で行うた

しかし，本格的なビッグデータ社会の到来やM2Mの普めには，高いパワーの光信号を光ファイバに入射する際，及拡大により，データ通信量だけでなくデータの多様性は光の強さによって光ファイバの屈折率が変化し複雑な波さらに増してきており，次世代の光基幹ネットワークはさ形の歪みを発生させる非線形光学効果により光ファイバへらなる超高速 ・ 大容量のデータを柔軟にかつ経済的に伝の入射パワーが制限されるため，その補償が必要となりま送する必要があります．そのため，NTT，NEC，富士通す．しかしながら，これまで多値変調信号が受ける光ファは2012年度に総務省の委託研究「超高速 ・ 低消費電力光

イバ中の非線形光学効果を補償する回路は規模が非常にネットワーク技術の研究開発」を受託し，世界最高水準の大きく回路実装が困難であるという課題があり，長距離化

50

NTT技術ジャーナル 2014.12（ｄＢ）
15光ファイバ（100 km）

1413光送信機

12光受信器
光増幅器

11Q値

10QPSK
8QAM

916QAM

875600 km

2000 km

610000 km

5伝送可能限界

40

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000 （ｋｍ）

伝送距離

図

Q値の伝送距離依存性の主要制限要因となっていました．今回開発したデジタル

１ 万km（図），陸上伝送路をモデルとした光中継伝送で最逆伝搬信号処理は，アルゴリズムと回路方式を工夫するこ

大3000 kmのストレートラインでの伝送実験に成功し，回とにより演算量を大幅に削減することで，回路実装が可能

路実装可能なアルゴリズムで実用化に必要な機能を実現となり非線形光学効果の補償の機能を実現できました．まできることを確認しました．なお，今回の伝送実験は独立た，そのために必要な技術として，波長ごとに光ファイバ

行政法人情報通信研究機構（NICT）との共同研究に基づ中の伝搬遅延時間が異なる現象である波長分散の値を，き，NICTの実験設備を活用して行われたものです．

光ファイバ １ 万km相当まで推定可能な波長分散推定技術も併せて開発しました．さらに，高性能な誤り訂正符号■参考文献

MSSC-LDPC（Multiple-Structured Spatially-Coupled type（1） K. Sugihara, Y. Miyata, T. Sugihara, K. Kubo, H. Yoshida, W.
Matsumoto, and T. Mizuochi: “A spatially-coupled type LDPC Codewith an NCG of 12 dB for optical transmission beyond 100 Gb/s,”
OFC/NFOEC2013, OM2B.4, Anaheim, U.S.A., March 2013.

＊，（1）を活用して伝送距離のさLow-Density Parity-Check）

らなる延伸を実現しました．これらの技術により，長距離伝送における装置数の削減が可能となり，これに伴うネットワークの低消費電力化も期待されます．
NTT，NEC，富士通の ３ 社は，今回開発した技術を結集して，海 底伝送 路をモデルとした光中継 伝送で最大＊ MSSC-LDPC：検査行列を「多重空間結合型」と呼ばれる規則的構造で構成し，検査行列中の性能劣化の要因を回避した独自の低密度パリティ検査符号．

◆問い合わせ先NTT先端技術総合研究所
広報担当
TEL 046-240-5157
E-mail a-info lab.ntt.co.jp
URL http://www.ntt.co.jp/news2014/1409/140904a.html

NTT技術ジャーナル 2014.1251