【ポイント】

■　マルチコア光ファイバネットワークの毎秒1ペタビットスイッチング実験に世界で初めて成功

■　光ノードなどの最新技術を集結し、現在の運用に即したペタビット級光基幹ネットワークを試作

■　現在の100倍以上の通信容量を持つ、将来の光基幹ネットワークの実用化に大きく前進

　国立研究開発法人情報通信研究機構（NICT、理事長: 徳田 英幸）ネットワークシステム研究所は、次世代光ファイバと大規模光ノードの実験ネットワークで、世界で初めて、毎秒1ペタビットの光パスのスイッチング実験に成功しました。このビットレートは、8K放送の1,000万チャンネル分に相当するものです。

　今回、低損失なMEMSスイッチ素子を利用した大規模光ノードを開発し、これまで開発した3種の次世代光ファイバと接続して、ペタビット級の実験ネットワークを試作しました。現在のネットワークの運用方法に即した4つのスイッチング実験を行い、全てのパターンでスイッチングに成功しました。

　今回の実験成功により、次世代光ファイバと大規模光ノードで現在の100倍以上の通信容量を持つペタビット級の光基幹ネットワークが可能となることを示し、実用化に大きく前進しました。

　本実験結果の論文は、第45回欧州光通信国際会議（ECOC2019）にて非常に高い評価を得て、最優秀ホットトピック論文（Post Deadline Paper）として採択されました。

【背景】

　これまでNICTは、産学と連携し1本の光ファイバに複数の光通信路（コア）を収めたマルチコア光ファイバ等の次世代光ファイバを開発し、伝送容量の世界記録を更新してきました。マルチコア光ファイバの伝送容量としては、ペタビット級の研究成果が報告されていますが、実際の光ネットワークには、光ファイバ以外にも、光ノードや光増幅器といった光ファイバと接続する通信機器が必要であり、これらの大容量化も不可欠です。NICTは、将来の次世代光ネットワークに必要となる光ノードや光増幅器の大容量化の研究開発も進めてきました。　

【今回の成果】

　今回NICTは、次世代光ファイバを利用した大容量通信を目指し、低損失なMEMSスイッチ素子を利用した大規模光ノードを新たに開発し、これまで開発した3種類の次世代光ファイバを用い、現在の光基幹ネットワークの運用方法に即した4パターンの光パススイッチング実験を実施しました。その結果、世界記録となる、8K放送の1,000万チャンネル分に相当する毎秒1ペタビット光パスのスイッチングや、障害発生時における運用系パスから予備系パスへのスイッチングなどに成功しました。

大規模光ノード(右)と実験ネットワークの一部

　4パターンのスイッチング実験の概要は、次のとおりです。

　・パターン1: 世界記録となる毎秒1ペタビット光パスのスイッチング

　・パターン2: 冗長構成を構築、毎秒1ペタビット光パスの運用系と予備系のスイッチング

　・パターン3: 毎秒1ペタビット光パスから容量の異なる2種類の光パスへの分岐

　・パターン4: 現在運用されている容量程度の毎秒10テラビット光パスのスイッチング

　次世代光ファイバと本ノードを利用することで、現在の光ネットワークの通信容量を100倍以上更新するペタビット級の光ネットワークを構築することができます。

　なお、本実験の結果は、アイルランドで開催された光ファイバ通信関係最大の国際会議の一つである第45回欧州光通信国際会議（ECOC2019、9月22日（日）～9月26日（木））で非常に高い評価を得て、最優秀ホットトピック論文（Post Deadline Paper）として採択され、現地時間9月26日（木）に発表しました。

【今後の展望】

　今回の実験成功により、次世代光ファイバと大規模光ノードでペタビット級の光基幹ネットワークが可能となることが確認できたので、今後は、産学官連携による光増幅器を利用した長距離伝送システムの研究も進め、大容量光ネットワークの実用化を目指して、研究開発に取り組んでいきます。