115年世界上第一次成功的超宽带光纤传输实验.2太赫兹，比传统带宽宽24倍

支持6G时代数据中心间的高容量、高速通信

KDDI株式会社(总部位于千代田区), Tokyo; President 和 CEO: Makoto Takahashi, 以下, “KDDI”), KDDI研究有限公司. 总部位于藤野市, Saitama; President: Hajime Nakamura, 以下, “KDDI研究”), 住友电工株式会社. (总部设在大阪市, Osaka; President: Osamu Inoue, 以下简称“住友电工”), 古川电机株式会社.有限公司. (总部设在千代田区, Tokyo; President: Hideya Moridaira, 以下简称“古川电机”), 及化验室, LLC (headquartered in United States; 以下 “OFS”) have conducted successful experiments on ultrawideb和 optical fiber transmission with a transmission b和width of 115.2太赫兹(大约比常规c波段宽24倍), 世界上最大的传输容量:484tbps, 传输距离:31公里)(注1)在光纤传输实验中采用标准光纤直径. 这是通过将12个独立芯的非耦合12芯光纤紧密排列在250 μm的涂层中来实现的(注2)。, 与标准光纤的尺寸相同, 宽带o波段光纤放大器(BDFA).

在6G时代, 由于物联网(IoT)设备和移动服务的普及，预计将有比现在更多、更多样化的数据通过网络流动, 进一步扩大光纤通信容量以支持网络是十分必要的. 这次的成功在于支持高容量的技术, 6G时代数据中心之间的高速通信. 此外, 由于每根光纤的传输容量可以大大扩展，因此可以用更少的光纤芯来保证相同的传输容量, 这项技术有望使普通管道和设施的使用占用更少的空间.

背景: 为了支持6G时代的网络，需要进一步扩大光纤通信的容量. 采用波分复用技术一般可以提高每根光纤的传输容量, 其中光的波长稍微改变以进行多路传输. 直到现在, KDDI研究, 住友电气, 和古川电气一直致力于多芯光纤的实际应用, 它们在一根光纤中有多个芯 ^(注4). 2023年3月, KDDI研究, 古电, 和OFS进行了成功的o波段相干密集波分复用(DWDM)传输 ^(注5) 利用o波段的实验, 它的传输带宽大约是C波段和l波段的两倍 ^(注6). 此外, 2023年3月, 住友电气提出了一种高密度非耦合12芯光纤，涂层直径为250 μm, 标准光纤直径相同, 使其成为制造高密度光缆的理想材料 ^(注7).

时间结果: KDDI, KDDI研究, 住友电气, 古电, 和OFS已经成功进行了传输带宽为115的大容量传输实验.采用涂层直径为250 μm的高密度不耦合12芯光纤，结合o波段相干DWDM传输技术，实现了2thz的传输, 这能显著降低核间串扰的影响. 详情请参阅附录.

(附录) 个别公司的角色

• KDDI和KDDI研究

• 古川电气和OFS

• 住友电气

o波段的优势在于它可以减少信号处理负荷来补偿波长色散 ^(注8) 因为波长色散的影响小于c波段的影响, 但它的缺点是由于非线性光学效应，光信号的质量容易下降 ^(注9). 因此, o波段一直被认为不适合增加光纤通信系统的容量. KDDI研究开发了o波段相干DWDM传输技术，通过优化光信号的传输功率，抑制非线性光效应，实现大容量传输. 对多光信号进行波分复用是提高光纤通信容量的有效方法, 但这需要能够放大更宽波段的光纤放大器. 由古川电气和OFS开发的BDFA可以放大整个o波段的光信号, 哪个比c波段和l波段加起来还要宽. 实验表明，将相干DWDM信号放大到9以上，可以获得与C+L波段相当的超宽带.6太赫兹在o波段. 此外, 采用多芯光纤, 其中，在一根光纤中布置多个芯，作为光信号的路径, 每根光纤的传输容量可以通过芯数来扩展. 住友电气关注的事实是，o波段的光信号比c波段的光信号更受核心的限制, 在标准光纤外径250 μm范围内，开发出12个独立芯密集聚集的非耦合12芯光纤. 事实证明, 通过结合这三种技术, 每根光纤的总可用带宽可扩展到115.2太赫兹, 并成功进行了484tbps的大容量传输实验. 这是世界上单波段最大的带宽和传输容量的演示实验, 不是多个波段的组合.

未来展望: 在未来, 收发器的研究和开发将继续进行, 光纤放大器, 以及数字信号处理算法在超宽带o波段相干DWDM传输系统中的实际应用, 目的是进一步提高数据中心之间的传输能力. 这项研究和开发的一部分是由新能源和工业技术发展组织(NEDO)委托的JPNP20017项目的成果。, 一个国家研究和发展机构.

(注1)
KDDI研究于2023年10月20日进行的调查

(注2)
多芯光纤，包层直径标准，可使用现有光缆.

(注3)
截止日期后的论文:在一般论文提交截止日期(截止日期后)之后被接受的论文。. 论文选择在会议期间进行, 只有高度评价的研究结果才有机会被报道.

(注4)
新闻稿 2022年3月28日(日语)
以多芯光纤增加海底光缆容量的世界领先技术的开发和示范.

(注5)
相干密集波分复用(DWDM)传输:相干传输是一种利用光的波特性和光强特性传输比传统强度调制直接探测技术更大的数据量的方法. 密集波分复用(DWDM)是波分复用技术中波长密集复用的一种方法, 增加光纤的传输密度.

(注6)
新闻稿 2023年5月18日
利用超宽带增加光纤通信容量:世界上第一个成功的o波段相干高密度波分复用传输实验.

(注7)
T. 哈亚希,. 井上,Y. 铃木,Y. Norisugi K. 川,我. Takano T. 长岛,T. Hirama K. 武田,Y. 下田和F. 佐藤:“Ultra-High-Density Microduct电缆，非耦合12芯光纤，标准250µm涂层,光纤通信会议(OFC) 2023, 技术文摘系列(光学出版集团), 2023), 纸Tu2C.2.

(注8)
波长色散:光在不同波长以不同速度传播的现象. 因为光信号包含稍微不同的波长成分, 传播距离越长, 由于波长色散造成的光信号畸变越多.

(注9) 非线性光效应:光信号干扰自身光信号的一个分量或另一个光信号复用到不同波长的分量的现象, 造成光信号失真.

调查:
KDDI研究有限公司. 公共关系组

住友电工株式会社.

古川电机株式会社.有限公司. 公关部