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長距離かつ高速なデータ伝送技術

ネットワークサービスシステム研究所
井波 政朗、関 剛志

大容量化が求められる情報流通に備えて

映像配信サービスの普及など、近年、ネットワーク上のトラヒックは増加の一途をたどっている。5Gが実用化し、IoTが一般的になっていく今後、その流れは落ち着くよりもさらに加速していくことが確実だ。
「私たちは情報流通が多様化・大容量化していく未来を見据えて、大容量のデータを長距離にわたって伝送できるシステムの実現をめざしています」(関)
5Gが実用化し、IoTツールが市中にあふれるとすれば、最終的なデバイスへの通信は無線で行われる。しかし、無数にあふれるデバイスからの情報を集め、流通させるのは現状、既存の光ケーブルが担うこととなる。
「現状、NTTで用いられている最新の通信技術では、デジタルコヒーレント技術によって1波長あたり100Gbpsの伝送を実現しています。けれど、今後の爆発的なトラヒックの増加を見据え、私たちはすでに実験において、600Gbpsの長距離光伝送を実現しています」(井波)

トレードオフの壁を打ち破る

光伝送の世界では、1波長あたりの伝送量を大きくすれば伝送できる距離が短くなり、逆に長く伝送しようとすれば伝送量が小さくなってしまうトレードオフの関係がある。そこで挑戦が続くのが、長距離を伝送した際の信号の劣化を小さくすることで、伝送のポテンシャルを向上させていくという試みだ。井波や関らは、事業会社からのヒアリングを繰り返し、近い将来に必要となる伝送容量の目安を立てつつ、これまで実現が難しかった技術の完成に向かって進んでいる。
「ファイバの距離は分かっているので、欲しい伝送距離の長さは分かっています。そこでもっと大容量でその距離の伝送を実現できれば、伝送の大容量化を実現することができます」(井波)
トレードオフの壁を打破して「長く・大きく」データを伝送する。事業会社の動向を勘案しながら、未来のニーズに応える技術研究が進んでいる。

未来の社会インフラを実現

光伝送を安定して大量に行うには、ケーブルの送信部・受信部において効率良く信号を変調、復調する装置や中継点で信号を増幅する装置など、信号を高度に処理する技術が重要となる。NTTでは、各研究所でそうした技術の研究が進められており、それぞれの要素技術はすでに高い次元で確立されたものがある。
「これから大容量伝送技術を実用化していくには、数ある要素技術を、どのように活用していくか検討が必要です。我々はシミュレーションを繰り返し、評価を行い、データを実測し、最適な技術の適用をめざしています」(関)
「実験室では一定の条件下で測定できますが、実際にケーブルが敷設されている環境は多様です。また伝送容量も、私たちが実験に成功している600Gbpsの容量が必ず必要かといえば、そうでもなく、長い距離を安定して伝送したいから200Gbpsでとか、距離は短くてもいいから600Gbpsでなど、さまざまあるでしょう。ネットワーク上を流れる情報の用途が多様化しているように、伝送システムの用途も今後、多様化してきます。そうした際に、さまざまなバリエーションで技術提供できる社会インフラを実現したいと考えています」(井波)

※写真左から関 剛志、井波 政朗

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