冲电气创世界之首，成功实现160Gbit/s超长距离光传输
可以将大容量的数据传输至地球的反面
2008年4月2日 -- 冲电气工业株式会社(OKI)报道，利用独立行政法人信息通信研究机构(以下简称NICT)的JGNⅡ(Japan Gigabit Network Ⅱ)光实验网(Test bed)(注1) 冲电气创世界之首，成功实现了将每秒160千兆位数据的光信号传输380km后复原的光信号再生中继传输。这一成果的获得，不仅能在日本全国(约3000km)，甚至可至地球反面(约20000km)实现每秒160千兆位数据传输。而且，冲电气将本研究作为NICT的委托研究项目“λ实用技术的研究开发”的一个环节积极投身研究工作。
一般来说，光传输要求50km～100km间隔设置光放大器，进行光信号强度的再生中继传输。由于光信号在传输过程中受波形失真、信号抖动的影响，传输速度越快能传输的距离越短。因此，在达到传输极限之前，先将光信号转换成电信号进行再生信号处理后，再将之转换回光信号，继续传输。但是，电信号再生处理速度也有极限，迄今为止，综合处理的极限速度只能达到每秒40千兆位。今后，为了实现每秒100千兆位以上的传输速度，迫切需要不进行光/电转换，直接高效再生光信号的技术的出现。
冲电气此次开发的光3R再生中继装置(<参考资料>)，使用了在以往的光放大中继功能(Re-amplification)上，加入了除去光信号波形失真的整形功能(Re-shaping)和抑制信号抖动的再定时功能(Re-timing)的特殊光中继技术，理论上能实现超过每秒200千兆位的信号处理速度。
而且，除了3R再生中继装置之外，还同时开发了能自动补偿被称为偏振模色散的光纤专有传输路特性变化的偏振模色散补偿装置(<参考资料>)。在传输路光纤核心的椭圆化引起波形失真增加的现象下，偏振模色散受每天的气温变化等传输环境的影响而时时刻刻在变化。而且，因为传输速度越快，受到的影响越大，对于每秒40千兆位以上的传输系统，偏振模色散补偿不可缺少。冲电气此次开发的偏振模色散补偿装置应用了充分发挥光3R中继装置性能的特殊设计。
导入了上述装置的光信号再生中继实验验证了原理上传输距离几乎不受限制的理论。迄今为止的研究成果表明，只有在每秒40千兆位、每秒80千兆位的传输速度下实现了光3R中继传输。在现场以每秒160千兆位的传输速度，实现光信号品质再生在世界上还是首创。而且，此次在光实验网上，通过不断改变线路折回次数,对中继距离进行评估和测定，传输距离最长达到了380km。这样一来，东京―─大阪间相当于只需一次光3R再生中继，就能高品质传输每秒160千兆位数据的中继距离。
每秒160千兆位数据传输(相当于每秒传输4场电影、8小时的数据)是2010年以后有望实用化的新世纪超高速光通信技术。今后，冲电气将认真探讨此次现场实验新获得的知识和见解，积极开发更接近实用水平的每秒传输160千兆位数据的光3R再生中继装置。
另外，此次获得的研究成果将于3月18日开始，在北九州市召开的(论文发表日为20日)电子信息通信学会综合大会上进行论文发表。
<参考资料> 此次开发的技术的特点
- 光3R再生装置
图 光3R再生实验结果光3R再生装置是具有波形再生、时钟再生、强度再生3个再生功能的装置。光信号强度再生可以通过光放大器来实现，因此，波形再生及时钟再生显得非常重要。波形再生使用了高非线性光纤(注2)，应用了2段波长转换技术。通过这一技术，能使接近零的信号更趋于零，接近1的信号更趋于1，实现波形整形。而且，能把光3R再生装置生成的160GHz的光时钟信号进行波长转换，将光信号转换成数据信号来实现时钟再生。
右图是表示光信号品质的指标之一的Q值随传输距离的变动情况。传输380km后，Q值劣化超过7dB，而应用光3R再生装置后，可以发现光信号品质基本上恢复到送信时同等水平。
- 适应型偏振模色散补偿装置(PMDC)
图 适应型PMD补偿实验结果传输的光信号象液晶电视和立体视频(带纵向条纹、横向条纹的立体眼镜)那样含有纵偏振波和横偏振波，在敷设光纤中传输时这两种偏振波会产生速度差，成为一大课题。在传输每秒160千兆位的高速光信号的场合，有时会发生与邻近信号重叠的现象。此次，冲电气成功开发了将偏振波分离后进行速度差补偿，再合成的高分解能偏振模色散补偿模块，以及不与邻近信号混淆自动区分速度差，进行补偿的适应型补偿算法。
右图是表示偏振模分散量指标之一的DOP(注3)(偏振度)在输入补偿器前后(PMDC in, PMDC out)的测量结果。经过3小时实验，验证了自动补偿效果。
<参考资料> 图
图1 JGNⅡ光实验网、光纤的敷设场所
图2 现场实验用光实验网构成图
用语解释
- 注1：JGNⅡ(Japan Gigabit Network Ⅱ)光实验网(Test bed)(<参考资料>图1、图2)
为了方便无自设光纤线路的厂商、大学等研究机关容易在实际网络环境下进行实验，而共同利用下一代光网研究开发环境JGNⅡ网络的设施。
- 注2：高非线性光纤
输入输出光信号非线性变化的光纤。一般来说，这种光纤核心直径较小，输入高强度的光脉冲后，脉宽将变窄，光谱呈扩展倾向。此次实验是将扩展光谱的一部分用滤光器分离出来，从而实现了波长转换。
- 注3：DOP
偏振度(degree of polarization)。表示光信号的偏振状态均匀性的指标。接近100%时，表示偏振状态均匀，波形失真较小。
关于冲电气工业株式会社(OKI)
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