日本のチームが新たな光ファイバーの世界記録を樹立し、データ速度1.02ペタビット毎秒を達成しました。この速度は約1,123マイル（約1,800キロメートル）の距離で実現され、革新的な光ファイバーの利用によるものです。
この業績は、1.86エクサビット毎秒毎マイルの容量距離製品をもたらしました。この速度は、米国の固定ブロードバンドの中央値である約285 Mbpsの約400万倍に相当します。
国立情報通信研究所（NICT）の研究責任者、降川英明氏が。この実験を指導し、光ファイバー通信会議と展示会（OFC）2025でこれらの結果が発表されました。
新しく設計された光ファイバー内部には、約0.005インチのサイズのクラッディング内に19の光パスが収められています。この設計により、現在の路線に対して外径を変更することなく適合させることが可能です。
それぞれのコアは単一のガラスクラッディングを共有し、均一な動作をするように設計されています。そのため、光が各コアを通じて均一な道をたどります。
この均一な動作により、電力の揺らぎが減少し、長距離リンク用の主要な波長範囲であるCバンドおよびLバンドにおいてロスが低下します。
設計は、コア間のクロストークを最小限に抑えるためにコアを離して配置する必要のある未カップリングのマルチコアレイアウトの間隔ペナルティを回避します。カップリングされたレイアウトでは、システムがコア間の混合を許可し、受信機でデジタル処理を使用して後で修正します。
広範囲な波長にわたる低ファイバーロスと予測可能なカップリングの組み合わせにより、長距離かつ高速度が同時に可能となりました。
これまでのプロジェクトは、短い距離での迅速な信号を実現していましたが、このアプローチは容量と到達距離を同時に押し上げます。
ペタビットは、一千万ギガビットに相当し、住宅用プランで一般的なギガビットの層を超えたものです。
容量距離製品は、データレートに距離を掛け算して、速さ、距離、またはその両方を比較するためのものです。
マルチコアファイバーは複数のコアを1つのクラッディング内に配置して、同時に多くの信号が並行して伝送されるように設計されています。MIMOは、異なるコアまたはモードからの混合信号を分離し、元のデータストリームをクリーンに再現するデジタルフィルタです。
長距離の光リンクは、標準アンプが効率的に作動するCバンドおよびLバンドを主な波長ウィンドウとして利用します。
16状態の直交振幅変調（16QAM）は、より多くの情報をシンボルごとに格納し、ノイズと歪みが制御されている時にデータレートを引き上げます。
実験チームは、53.5マイルのスプールの1つのコアから供給された19の同期リサーキュレーティングループを構築しました。各ループにはスプリッター、コンビネーター、アンプ、および制御スイッチが備わっています。
スイッチは信号をループ内で21回回して、受信機群に達するまでに完全なエンドツーエンド距離を生み出します。
CバンドおよびLバンドにわたる180の波長を点灯し、各波長を16QAMで変調しました。この高次フォーマットは、条件がクリーンなときにシンボルあたりのビット数を増加させます。
各バンドの複数の波長を併用した結果、システム全体のスループットの幅が広がりました。
最後に、コヒーレントな19チャネル受信機が空間チャネルを分離し、MIMOエンジンがカップリングされたコアによって導入された混合信号を解読しました。
エラー訂正コードが作業を完了し、報告結果に使用された正味のペイロード値が生成されました。
短期間の実験はラボ内では容易ですが、都市間の信頼性のある通信は別の課題です。長距離の伝送では、損失、アンプノイズ、非線形効果、色分散などが、短い試験ベッドでは隠れていた問題が露呈します。
エンジニアは、光ファイバーシステムの進捗を容量距離製品で追跡しています。この製品は、速度と到達距離をまとめて要約するために、レートと距離を掛け算しています。
より高い製品値は、システムがより多くのビットを長く運ぶことができることを示しています。このデモは、標準サイズのファイバー内に密集した空間チャネルを保持し、広範な波長使用と共有増幅を組み合わせて、その製品を引き上げられることを示しています。
外径を変更せずにこれを実現し、導管、トレイ、コネクタに収まることができるため、スケーリングの実用的な方法を提供しています。
クラッディング直径を約0.005インチに保つという重要な選択は、既存の光ファイバーの多くや、それに関連するツールのサイズにマッチしています。
「光ファイバーの製造と展開において、標準的なクラッディング直径のファイバーを使用することは非常に有益です」と、国立情報通信研究所のメンノ・ファン・デン・ハウト氏は述べています。
通常のサイズとインターフェースを維持することで、現場試験やその後の展開の障壁が低くなります。
コストが合う場合、これは段階的な導入を可能にし、マルチコアスパンが困難なセグメントで容量を倍増させる一方で、他のスパンはシングルコアのままにしておくことができます。
空間分割多重（SDM）のアイデアは10年以上にわたって研究され、その価値が多くの実験で実証されています。
「このレビューは、光ファイバーを介していくつかの独立した空間チャネルの同時伝送を要約し、光通信のデータ携帯能力を拡張するためのものです」と、国立情報通信研究所のベンジャミン・パトナム氏は述べています。
この研究は、OFC 2025のポストデッドライン議事録に掲載されています。
画像の出所：earth