国立研究開発法人情報通信研究機構（NICT）は2020年12月17日、NICTネットワークシステム研究所が米NOKIA Bell Labs（ベル研）、伊Prysmian Groupらと共同で、シングルコア・15モード光ファイバーを用い、世界で初めて毎秒ペタビット超伝送実験に成功したと発表した。製造技術が容易なマルチモード光ファイバーによる、高密度大容量伝送技術の高度化が期待できるとしている。
この伝送実験は、NICTネットワークシステム研究所ラーデマッハ・ゲオルグ・フレデリック研究員らのグループが、米NOKIA Bell Labs（ベル研）のNicolas K. Fontaine研究員、伊Prysmian GroupのPierre Sillard研究員らと共同で実施したもの。
これまで光ファイバーの大容量化の研究では、受信側のモード分離と信号処理が難しく、モード数が多い研究は進んでいなかった。今回、広帯域波長多重技術と多重反射位相板による小型・低損失・高精度のモード合波器／分波器を用いることで、モード数が多い信号処理が可能となり、15モードでの毎秒ペタビット超、23km伝送に成功した（写真1）。
写真1：伝送実験システムの一部（出典：情報通信研究機構）拡大画像表示
Prysmianのシングルコア・15モード光ファイバー、NICTの広帯域波長多重技術、およびベル研の多重反射位相板によるモード合波器／分波器を利用し、 NICTが伝送システムを構築した。マルチモード光ファイバーで毎秒1ペタビットを超えるのは世界で初めてで、これまでの世界記録の約2.5倍になる。
マルチモード光ファイバーは、マルチコア光ファイバーと比較して、信号収容密度が高く製造技術が容易で、高密度大容量伝送が期待できる。しかし、モード数が多くなるとモード多重伝送用の合波器／分波器が巨大化し、受信側ではモード分離後の信号品質が劣化するうえ、速度差を補正する処理が増大する問題があった。
今回、遅延時間を最適化設計した15モード光ファイバーと多重反射位相板による小型・低損失・高精度のモード合波器／分波器を用いることで、15というモード数の多さでもモード分離後の信号品質を保ち、広帯域にわたるMIMO処理を実現した。その結果、広帯域382波長、偏波多重64QAM信号のモード分離に成功し、大容量伝送が可能になった。
NICTは、信号収容密度が高く、製造技術が容易なシングルコア・マルチモード光ファイバーによる大容量伝送成功により、将来の高密度大容量伝送に向けたマルチモード伝送技術の高度化を期待できるとしている。
なお、同実験結果の論文は、第46回欧州光通信国際会議（ECOC2020）で、「最優秀ホットトピック論文（Post Deadline Paper）」として採択されたという。
