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NTT、長距離光通信の信号処理負荷を低減する光回路を開発、1300km伝送で信号歪みの要因を60％低減
2026年11月16日 08:00
NTT株式会社は11月13日、光通信ネットワークの信号を光のまま柔軟に制御できる「プログラマブル光回路」を開発したと発表した。約1300kmの長距離光伝送実験で、信号処理負荷の60％以上の削減に相当する効果を確認したという。
光ファイバーを伝わる信号には、信号同士の混ざり合いや伝搬速度の違いによる時間的な広がり（光ファイバー内の通り道の違いにより、同時に発信された光信号が到達するまでに時間差が生じること。モード分散とも）が生じるため、受信側のデジタル信号処理（DSP）でこれらを補償し、元の信号を復元している。こうした演算の負荷は、通信の大容量化に伴って増大するため、消費電力や処理遅延が課題となっていた。
今回開発した光回路は、低損失、広波長帯域、偏波無依存性、高い制御精度など、長距離光通信に必要な性能を備えている。
これに加えて、光ファイバーと中継地点に配置した光回路からなる伝送路全体を、深層学習に用いられる「ニューラルネットワーク」に見立てる最適化手法を構築した。これにより、受信側の処理負荷が小さくなるように、光回路のパラメータを最適化できるという。
実験では、3つの空間モードで信号を並列に伝送する長さ51.2kmの光ファイバーを使用。信号を繰り返し通す周回伝送試験系を構築し、最大1331.2km（26周）まで伝送距離を変化させた。
光回路の設定を最適化した結果、約1300km伝送後の信号の時間的な広がりを、光回路を制御しない場合の約27ナノ秒から約10ナノ秒に抑えることに成功した。この結果は、受信側で補償すべき時間範囲を約60％短縮するもので、電子処理の演算数やメモリ数も同様の割合で削減でき、DSP負荷の低減が見込まれるとしている。
今後は、データセンター間（DCI）から、通信局舎間、大陸間を結ぶ海底ケーブルに至る幅広い光ネットワークを視野に研究開発を進め、通信の大容量化と低消費電力化・低遅延化を両立する将来の光ネットワーク基盤の実現を目指すとしている。
