10Pbps到達目前、「マルチコア・マルチモード光ファイバー」とは？：5分で分かる最新キーワード解説（2/4 ページ）

[土肥正弘，ドキュメント工房]

10Pbps伝送容量実現に必要な技術は？

　では10Pbps伝送を実現させる要素技術について簡単に紹介していこう。

　まず問題なのは、髪の毛よりも少し太いくらいの光ファイバーの中にみっちりとコアを詰め込むと、どうしてもコアから漏れる光が隣のコアに影響を及ぼす現象（クロストーク/混信）が起きてしまい、伝送速度が上がらないことだ。

　これを抑えるには、コア間の距離をできるだけ離せるようファイバーの径を大きくすればよいのだが、太くすればするほど折れやすくなってしまうし、せっかくのコンパクト性をなくしてしまっては意味がない。配線の都合を考えると、深い角度で曲げても大丈夫な柔軟性と強度を保つ必要がある。その上で最大のクロストーク抑制ができる設計と材質の選択がいる。

　NICTではその研究を7コアや19コアシングルモード光ファイバー開発当時からずっと続けており、その成果が36コアマルチモード光ファイバーに生かされた。

　19コアシングルモード光ファイバーと36コアマルチモード光ファイバーの断面を図2に示す。36コアの方は、19コアファイバーの外周にさらにコアを配置した格好だが、必ずしも同心円状に整然と並んでいるわけではない（実際には37芯あるが、その1つはマーカーとして使用され、情報伝送には関わらない）。

図2 19コアシングルモード光ファイバーと36コアマルチモード光ファイバーの断面（出典：NICT）

　背反する種々の要件の最適バランスをとりながら、できるだけ多くのコアを収納した設計がこの構造というわけだ。しかしそれだけではない。NICTではコアそのものの屈折率をわずかに変えて、3タイプのコアを製作した。屈折率が違うコア同士の間では、クロストークは起こりにくくなる。同一のタイプのコアが隣り合わないようにうまく配置することで、クロストークの発生を抑えたことが、36コアまでの大幅なコア数追加を可能にした。

図3 異なるタイプのコアを最適配置（出典：NICT）