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安心をつくる大容量光通信(新世代通信ネットワーク)

おもしろ「技術ワールド」

3F

見えないところに高度な技術が要求される大容量光通信

古河電工グループの大容量光通信技術

古河電工は1974年に光ファイバケーブルの実用化に世界で初めて成功するなど、光ファイバ通信の草創期から精力的に技術革新に取り組んでまいりました。そのフロンティア・スピリットは現在も連綿と受け継がれ、数多くの世界トップレベルの製品・技術を送り出しています。

ゼロウォーターピークファイバ 空孔構造ファイバ 半導体レーザ 局内ケーブル スプリッターモジュール 狭線幅フルバンドチューナブルレーザ 高機能ルータ ルートリフレクタ 曲げ強ファイバ 光通信システム 1,000心光ケーブル 接続箱・クロージャ 工事機器(融着機) FASコネクタ ドロップケーブル インドアケーブル LCX FITEL netシリーズ 高速伝達マルチモードファイバ 光インターコネクション 高密度光ファイバコネクタ 光デジタルコヒーレント伝送用光部品 ヒートシンク
  • (A)光ファイバ(超低損失・低非線形)

    情報を基幹からメトロ、アクセスまで、大容量・高速・長距離で伝送するのが光ファイバです。
    IT社会の発展に向けて、更なる大容量・高速・長距離伝送が可能な光ファイバを供給します。

    • AllWave Zero-Water-Peak

      AllWave Zero-Water-Peakファイバは将来のシステムアップグレードを容易にし、かつCWDM (注1) のような多波長伝送において、長期信頼性の高い伝送路を実現できる光ファイバです。

    • TrueWave® REACH Low-Water-Peak

      TrueWave® REACH Low-Water-Peakファイバは国際規格であるITU-T G.655.C、G.655.EおよびG.656を満たす広帯域ノンゼロ分散光ファイバ(NZ-DSF) (注2) です。高速化、大容量化し続ける今日の光増幅システムに最適な設計が施されています。

    • LaserWave®

      LaserWave マルチモード光ファイバ (注3) は、850nm VCSEL送受信器を用いた10Gbpsシリアル伝送の距離を550mまで拡張した初めての光ファイバです。近い将来、40 Gbps、100 Gbpsの短距離光伝送にも適用可能です。

    • FlexiWave®

      光ファイバは曲げた時に、光信号が漏れて減衰する「曲げ損失」が発生します。曲げ損失が大きいと通信に障害が起きる可能性があります。FlexiWaveは、許容最小曲げ半径を15 mm(従来のシングルモード光ファイバの半分)としたシングルモード光ファイバです。曲げ半径の制約が半分となったことから、配線スペースを面積で従来の1/4に低減でき、機器や成端箱の小型化が可能です。また、FTTH等での引き込みや屋内配線時の作業性の向上と省スペース化を可能とします。

    • マルチコア光ファイバ

      同一クラッド内に複数のコアを有する光ファイバです。その接続方法および光増幅技術を含めて研究開発に取り組んでいます。マルチコアファイバは空間多重伝送を実現します。

  • (B)導波路型光部品(PLC)

  • 基幹通信網およびメトロネットワークで使用されている波長多重(WDM)光通信では、下記の機能が必須です。

    • 異なる波長の光信号を合波して一本の光ファイバに入射する
    • 一本の光ファイバから出力される複数の波長の光信号を波長ごとに分離する

    この機能を実現するのが光導波路型光部品です。

    40Gbps(注4)を越える超高速光伝送では、従来の光強度をON/OFFする2値強度変調方式では伝送品質が著しく劣化するため(注5)、劣化しにくい位相変調を用いた光デジタルコヒーレント方式が使用されます。デジタルコヒーレント通信(注6)で受信した光信号の偏波情報、位相情報を光学的に処理し、高速デジタル信号処理部に伝えるための光回路をPLC(Planar Lightwave Circuit、平面光回路)技術にて実現しています。

    • コヒーレント光通信用石英ガラス系光導波路デバイス

      PLCはポリマーや半導体などの他の導波路材料と比べると、格段に低損失な導波路が安価に形成できることが大きな特長です。当社は導波路伝搬損失を小さく抑えながら小型化する技術の開発に取り組み、大幅な小型化を実現しました。

  • (C) 半導体レーザ

  • 光通信を行うための光源には半導体レーザが使用されます。光通信初期には単波長のレーザが主流でしたが、波長多重通信が一般化してくると各波長のバックアップレーザを全てそろえることが大変になり、チューナブル(波長可変)レーザが求められるようになりました。

    また長距離通信を行うためには信号の増幅を行う必要があります。初期においては光信号を電気に変換して新たな光に載せ直していましたが、光信号のまま増幅する技術が開発され、増幅効率が飛躍的に向上しました。

    • 波長可変信号光源 ITLA(Integrated Tunable Laser Assembly)

      ITLAは、Cバンド(1530~1565nm)とLバンド(1565~1625nm)の波長帯をカバーするレーザモジュールを電気基板に搭載した製品です。小型化と省電力化が大容量通信実現のキーワードであり、その実現に取り組んでいます。

    • 高出力励起レーザダイオードモジュール

      光信号を光のまま増幅するためには、信号とは異なる特定の波長帯の光を入射(合波)します。その光を励起光といい、高出力のレーザであるほど高倍率に増幅できるためアンプの設置間隔を広げることができ、アンプの数を削減します。古河電工は世界最高レベルの高出力な励起レーザを開発、製品化しています。

  • (D) 光インターコネクション

  • 光信号伝送は、高速大容量通信、電磁耐性、省スペース配線、熱対策等多くのメリットがあるため、様々な電気伝送のアプリケーションにおいて光化が推進されています。 例えば、ネットワーク上のデータ量は動画配信等により急激に増大しています。

    サーバの性能が向上しても装置間の伝送速度が遅ければネットワークのパフォーマンスは低下してしまいます。このボトルネックの解消に装置間の光化(光インターコネクション)(注7)は貢献します。また増加するルータやサーバにおいて装置間、装置内配線の光化を適用することで、煩雑な配線の解消や熱対策の簡易化など運用の効率化にも貢献しています。

    • 小型並列光エンジン

      電気伝送では実現できないチャンネル当たり10Gbit/s以上の筐体間およびボード間データ伝送を可能とする高密度光インターコネクション用の小型並列光エンジンです。小型なので、ボード上への実装だけでなく様々な形状の光トランシーバに内蔵することが可能です。

    • 高密度光ファイバコネクタ

      データ伝送量の増大により、装置内配線も高密度化を要求されます。接続部品の小型・高密度はもちろん、従来の半径30mmより小さな曲げ径を実現する光ファイバと組み合わせて省スペース化に貢献します。

  • (E)光通信システム

  • 大容量コンテンツの配信、受信を実現するシステムです。光ファイバを使ったアクセスシステムにより、映像、インターネット、通話などさまざまなコミュニケーションとコンテンツ配信を実現します 。

    • ブロードバンド通信システム

      100チャンネル以上の高精細映像や3D映像などを同時視聴でき、専用線と同等の品質の電話サービス、1Gbps以上の大容量インターネットアクセスを実現可能なアクセスネットワークを構築可能です。

  • (F)ルータ

  • ルータとは通信ネットワークのルーティング(道案内)を行う機器のことです。古河電工は、次世代ネットワーク(NGN)から新世代ネットワーク等に向け、高度ネットワーク構築用ルータの高性能化を進めています。VPN(注8)、マルチキャスト(注9)、音声/映像配信といった多彩なサービスを、次世代IPネットワークへ統合するためのフレキシブルなソリューションを提供するマルチサービスルータ等を提供します。

    • マルチサービスルータ

      高速化、大容量化だけでなく、専用プロセッサによる暗号化通信にも対応する高機能サービスルータです。ファームウェア・アップデートも装置の再起動を不要にし、安定したネットワークの構築に貢献します。

* AllWave、TrueWave、LaserWave、FlexiWaveは米国OFS社の登録商標です。

(注1)CWDM:Coarse Wavelength Division Multiplexingの略称。比較的短距離向けのWDM伝送サービス。通常は80kmの通信に1~2台の増幅器を必要としますが、CWDMは増幅器を導入しないため、低コストで高速通信が可能になります。

(注2)広帯域ノンゼロ分散光ファイバ(Non Zero Dispersion Shift Fiber):シングルモードファイバの一種。WDM伝送における波長同士の干渉を避けて伝送損失が少なくなるように作られています。

(注3)マルチモード光ファイバ:シングルモードに比べて伝送距離は短くなりますが、光が通るコア径が大きいため、光ファイバや接続部品を安価にできます。

(注4)40Gbps:1秒あたり400億ビットのデータ

(注5)伝送品質を劣化させる要因として波長分散や偏波モード分散があります。

  • 【波長分散】
    プリズムに光を通すと虹色を見ることができます。これはガラスの屈折率が光の波長によって異なるために観測できる現象です。屈折率が異なるということは同じ長さのファイバに光を通しても、波長により微妙に経路が長くなったり短くなったりすることを意味します。結果的に長い経路をたどる波長は通信に長い時間がかかることになります。光ファイバ通信も同じで、さまざまな波長の光を一本のファイバに入射すると、同じファイバ長を通信しても微妙に出口(受信側)に到着する時間がズレます。この波長の違いに起因する受信側のズレを波長分散といいます。波長分散はビットエラーを増やす要因となります。
  • 【偏波モード分散】
    光は電磁波で横波の性質を持っています。ファイバ側面から観察するとすべて波形ですが、ファイバの断面から見ると直線だったり円だったり、楕円だったりします。これを偏波モードといいます。この偏波モードの違いにより伝搬時間にズレが生じることを偏波モード分散といい、ビットエラー増加の要因になります。

(注6)コヒーレント通信:光ファイバ伝送系(光伝送系)における大容量伝送方式の一つで、周波数や波長が微妙に異なる複数の光を同時に送受信することにより搬送波を多重化する方式です。光周波数分割多重伝送方式(光FDM方式)、あるいは光波長分割多重伝送方式(光WDM方式)などの総称。

(注7)光インターコネクション:光を用いた装置内や基板上の配線技術のこと。

(注8)VPN:Virtual Private Network:オープンなネットワークを、仮想的にプライベートな専用ネットワークのように利用する方法。

(注9)マルチキャスト:ネゴシエーション等により予め定めた複数の相手に対して同じデータを送信する方式です。特定多数への映像配信などで使用されます。

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