現在、電気信号による高速光信号の送受信処理は、毎秒40ギガビットが限界とされています。毎秒160ギガビット光通信の研究では、1個のデータ変換器で1つの毎秒40ギガビット光信号を生成し、光導波路の遅延回路(注1)を用いて分岐・結合させて4倍にした擬似の毎秒160ギガビット光信号を用いており、実用性に課題がありました。また、毎秒160ギガビットの光信号は、温度変化や振動による特性変動が大きいので安定動作が困難で、長時間にわたる通信や、長距離伝送が出来ないことも大きな課題となっていました。

今回の光送受信装置に向けて、4つの毎秒40ギガビットのデータ変換信号を結合させて、真の毎秒160ギガビットの光信号を出力する、独自の光時分割多重(注2)モジュールを開発しました。このモジュールは、従来の光導波路の遅延回路に代えて、空間的に光を分岐、結合する構造の遅延回路となっています。空間を使い4個のデータ変換器を配置する事が可能となり、4つの毎秒40ギガビット光信号を結合させた真の160ギガビット光信号を生成出来るようになりました。温度変化や振動による特性変動については、光信号をモニタし、データ変換器にフィードバックをかけて光の位相(注3)差を修正する光位相制御器を開発し、位相差変化6°未満での長時間安定動作を実現しました。

また、高速光通信における長距離伝送には、伝送中の波形歪みを軽減するために、隣り合う信号との重なり部分を消してきれいな光信号波形をつくる搬送波抑圧(注4)信号が有効です。従来の光導波路の遅延回路では2多重の搬送波抑圧信号しか生成できませんでした。今回、空間を使った光時分割多重モジュールにより、世界で初めて、4多重の搬送波抑圧の信号生成に成功し、640kmの長距離伝送を実現しました。

毎秒160ギガビットの光通信装置は、映画4本分（8時間）のデータを1秒で伝送する装置です。動画配信や大容量データ通信ネットワークなど、基幹通信網以外の分野にも、大きなインパクトを与える装置として適用が期待されています。弊社では、本装置を電気信号と光信号のインタフェース装置として、大容量データ転送の必要な各種、各分野の各研究機関へむけた販売を計画しています。今後も弊社では、研究開発部門の最先端研究成果のビジネス展開に積極的に取り組んでいきます。

本装置は、7月13日から幕張で開催されるインターオプト2004に出展し、世界で初めて展示会場における、毎秒160ギガビットの伝送実験展示を行います。なお、本開発の一部は、総務省の外郭団体、通信・放送機構（平成16年4月より、独立行政法人情報通信研究機構）からの委託研究「トータル光通信技術の研究開発」として、行われたものです。

【出展概要】

【参考資料】

【用語解説】

（注1）光導波路の遅延回路

シリコン基板上に光が伝搬する道を形成したものが光導波路である。1入力の導波路を基板内で2分岐、或いは4分岐させた後、それぞれの導波路長を変えて再び結合させる事で、光時分割多重が実現される。この時の導波路長を変えた分岐、結合回路を遅延回路という。この方式では、分岐された光信号は、同一データなので、多重されて毎秒160ギガビットの光信号となっても、そのデータ量は、毎秒40ギガビットにすぎない。

（注2）光時分割多重（OTDM：Optical Time Division Multiplexing）：

光の超短パルスを利用して時間軸上で、パルスを重ならない様に並べ、高速化を行う多重化技術。電気信号の動作速度で制限されない、超高速光信号を生成する技術として期待されている。

（注3）光の位相（Optical Phase）：

光の振動（波長）のように、周期的に変化する量が1周期のうち、どれだけ動いたかを示す量。1周期を360°または2πとして角度であらわす。光の干渉を利用した変調器では、光信号の位相をπずらして干渉させた時、その光信号は消え、同一位相で干渉させた時、最大強度で光信号が合波される特性を利用している。

（注4）搬送波抑圧（CS：Carrier Suppress）：

光時分割多重において、隣接光信号の位相が反転している状態をいう。同一位相の場合、光信号の重なり部分は足し合わされるのに対し、反転していると重なり部分は打ち消し合う事となる。

• 記載されている会社名、製品名は一般に各社の商標または登録商標です。

本件に関するお客様からのお問い合わせ先

研究開発本部　技術探索チーム　Email：rdc-info@oki.com