6Gの開発を加速する高速・高出力な300GHz帯信号生成システムを実現 ～広帯域増幅器を用いて世界最速280Gbpsの高出力信号生成に成功～

日本電信電話株式会社（本社：東京都千代田区、代表取締役社長：島田 明、以下「NTT」）と、NTTイノベーティブデバイス株式会社（本社：神奈川県横浜市、代表取締役社長：塚野 英博、以下「NTTイノベーティブデバイス」）、Keysight Technologies, Inc.（本社：アメリカ合衆国カリフォルニア州サンタ・ローザ、社長兼CEO：Satish Dhanasekaran、以下「キーサイト」）は、J帯（220GHz～325GHz）をフルカバーする広帯域な増幅器モジュールと、信号の歪を高精度に補償可能な測定システムを開発し、それらを組み合わることによって300GHz帯で0dBmの高出力、かつ280Gbpsの世界最高データレートの信号生成に成功しました。本研究成果は2025年6月15日からアメリカ、サンフランシスコで開催される国際会議IMS2025（2025 IEEE MTT-S International Microwave Symposium）で発表。
 

＜研究開発成果>
・300GHz帯の広帯域増幅器と高精度歪補償技術を組み合せた信号生成システムを実現
・世界最高データレート280Gbpsの信号生成を従来の約8倍となる0dBmの高出力で達成
・高速・高出力な信号生成システムの提供によりサブテラヘルツ波の産業応用の加速に期待
　今回、J帯で高速・高出力の変調信号を生成できる評価用信号生成システムを実現するため、NTTとNTTイノベーティブデバイスとキーサイトは共同で下記の研究開発に取り組みました。
　NTTでは広帯域なインピーダンスマッチング回路と低損失な合波器回路を搭載した増幅器集積回路（IC）を新たに設計・開発しました。この増幅器ICは、NTTが独自に開発した高速動作が可能なInP系化合物半導体を使用して設計されています。また上述の回路構成により、従来では困難であったJ帯の全周波数領域での低損失な信号合成を実現し、J帯フルバンドでの高出力化を達成しています。さらに後述のキーサイトの歪補償技術にNTTおよびNTTイノベーティブデバイスが開発した増幅器モジュールを適用し、広帯域性と高線形性を両立した信号生成システムの構築を行い、高速・高出力の信号生成に成功しました。キーサイトは独自に開発した信号の歪特性を測定する装置（Vector Component Analyzerおよび、歪を高精度で補償する信号処理技術（Digital Pre-Distortion技術）を提供しました。本技術はシステムで発生する歪を測定し、これを補償する処理を信号にあらかじめ施すことによって、出力信号の歪を低減するものです。今回、300GHz帯における世界最高データレートで本技術を適用することに成功しました。
本成果では、信号の歪補償のために、生成信号のテスト信号を一度出力側から入力側へフィードバックする信号処理を行っています。今後、テスト信号のフィードバックを用いない、より簡便かつ柔軟な信号生成のために、歪モデルを用いたフィードフォワードの歪補償技術の適応についても検討する予定です。また生成信号の更なる高速・高出力化に向けたデバイスや装置、信号処理方式の開発と実用化についても取り組み、世の中のサブテラヘルツ波を用いたシステムの研究開発の加速に貢献してまいります。なお、今回の実験で使用した増幅器モジュールはNTTイノベーティブデバイスによって製品化が開始されています。　

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NTTニュース 

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光ファイバ伝送路の状態を測定器なしでエンドツーエンドに可視化できる技術を開発し、世界初、世界最高精度でのフィールド実証に成功 ～光ネットワークのデジタルツインの実現へ前進、迅速な光接続/保守が可能に～

日本電信電話株式会社（本社：東京都千代田区、代表取締役社長：島田　明、以下「NTT」）は、光ファイバ伝送路の状態を測定器なしでエンドツーエンドに可視化する技術を開発し、商用環境を模擬した北米フィールド網にて世界初、世界最高精度の実証に成功しました。本技術は、光ネットワークのデジタルツイン（※1）の実現を大きく前進させ、IOWN（※2） APN（※3）におけるエンドツーエンド光接続の迅速な確立/保守への応用が期待されます。
　本成果は、2024年3月24日から3月28日に米国カリフォルニア州サンディエゴで開催された光通信技術に関する国際会議OFC2024（The Optical Fiber Communication Conference and Exhibition）の最難関発表セッションであるポストデッドライン論文[1]として発表されました。
 

　本研究における主な成果は、以下3点です。
①光ネットワークの端点に設置されている光トランシーバに到達する光信号のみから、光ファイバ伝送路のエンドツーエンドの光信号パワーを、専用測定器を用いずにわずか数分で可視化するDigital Longitudinal Monitoring（DLM）技術[2]の開発
②光信号パワーの可視化を距離方向だけでなく、時間、周波数、偏波方向にまで拡張した4次元光パワー可視化技術の開発
③デューク大学、NEC Laboratories America, Inc.との共同実験のもと、商用環境を模擬した北米フィールド網[3]にて、世界初、世界最高精度の実証に成功
これらの成果は、光ネットワークの構築に必要な光ファイバ伝送路状態の測定が、DLM技術を用いることで光トランシーバのみで実施可能になることを示しています。これにより、専用測定器を用いずにお客さま拠点間のすべての光ファイバや光増幅器を一括測定可能になるため、光接続の設計や異常の特定にかかる時間を大幅に短縮可能になります。

用語解説
※1
デジタルツイン
ヒトやモノなどを、現実の世界から収集したデータによって、サイバー空間上に再現する技術。サイバー空間上に再現された個々の対象に対して分析・予測を行い、その結果を現実の世界に活用することを目的とする。
https://www.rd.ntt/iown/0003.html当該ページを別ウィンドウで開きます

※2
Innovative Optical and Wireless Network（IOWN）
あらゆる情報を基に個と全体との最適化を図り、光を中心とした革新的技術を活用し、高速大容量通信ならびに膨大な計算リソースなどを提供可能な、端末を含むネットワーク・情報処理基盤。NTTニュースリリース「NTT Technology Report for Smart World：What's IOWN?」
https://group.ntt/jp/newsrelease/2019/05/09/190509b.html

※3
All Photonics Network（APN）
IOWN Global Forumにてオープンにアーキテクチャ策定が行われているフォトニクス技術をベースとした革新的ネットワーク。IOWNのユースケースを支えるネットワークとして、必要なときに必要な地点間を光でダイレクトに接続可能にする。
https://www.rd.ntt/iown/当該ページを別ウィンドウで開きます

文献
[1]
T. Sasai, G. Borraccini, Y. K. Huang, H. Nishizawa, Z. Wang, T. Chen, Y. Sone, T. Matsumura, M. Nakamura, E. Yamazaki, and Y. Kisaka, "4D Optical Link Tomography: First Field Demonstration of Autonomous Transponder Capable of Distance, Time, Frequency, and Polarization Resolved Monitoring," Optical Fiber Communication Conference and Exhibition (OFC), Th4B.7, 2024.

[2]
T. Sasai, M. Nakamura, E. Yamazaki, S. Yamamoto, H. Nishizawa, and Y. Kisaka, "Digital Longitudinal Monitoring of Optical Fiber Communication Link," Journal of Lightwave Technology, vol. 40, no. 8, pp. 2390-2408,2022.

[3]
デューク大学 ニュースリリース「Pushing the Limits and Advancing the Capabilities of Fiber-Optic Networks」 https://pratt.duke.edu/news/2024-ofc-paper-awards/　　当該ページを別ウィンドウで開きます

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NTTグループニュース 

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NTTの宇宙ビジネス分野における事業戦略について

　日本電信電話株式会社（本社：東京都千代田区、代表取締役社長：島田明、以下「NTT」）は、宇宙ビジネスを取り巻く環境を踏まえ、以前に発表した宇宙統合コンピューティング・ネットワーク構想※1の実現に向け、注力領域を定めて事業開発を加速していくとともに、宇宙ビジネス分野におけるブランド「NTT C89」を立上げ、NTTグループにおける宇宙関連事業の拡大および宇宙産業全体の発展に貢献していきます。
※1：
宇宙統合コンピューティング・ネットワーク
2021年にスカパーJSATと共同で発表した構想。HAPS、静止軌道衛星、低軌道衛星を統合し、それらと地上を光無線通信ネットワークで結び、分散コンピューティングによって様々なデータ処理を高度化する、宇宙の新たなICTインフラ基盤構築を目指す。
 

1. 宇宙ビジネスを取り巻く環境
近年の宇宙技術の発展による打上げコストの低減や、月への興味関心の拡大など、宇宙空間を活用したビジネス・サービスに関する企業参入が増え、宇宙がより身近な存在になってきています。日本政府においても、「宇宙基本計画」「宇宙安全保障構想」を公表し、「宇宙戦略基金」を創設するなど、宇宙事業を取り巻く環境が変曲点を迎えています。このような背景を踏まえ、宇宙ビジネス分野における注力領域を定め、事業開発と技術開発を加速するとともに、NTTグループ各社等の関連事業を有機的に繋げ、お客様の要望にあったソリューションを提供することで、宇宙ビジネス分野における事業拡大と、更なる市場開拓を促し、宇宙産業全体の発展に貢献していきます。
2. 宇宙ビジネス分野において注力する領域
宇宙統合コンピューティング・ネットワーク構想において、自社の技術的な強みを活かし自前化を目指す領域と、新たな技術開発を行いつつパートナーとの連携でサービス化を加速する領域を戦略的に分け、それぞれの領域において市場創造・拡大をけん引する事業開発と技術開発の両方を実行していきます。
3. 宇宙ビジネス分野における新たなブランド設立
NTTグループ各社等は、宇宙分野における各社のサービス・事業を有機的に繋ぎ、お客様のニーズに合ったソリューションを提案することで、NTTグループ各社等の宇宙領域におけるビジネス強化およびシナジー効果創出と、宇宙分野の新たな市場開拓を目指し、新たなブランド「NTT C89」を立ち上げます。
( 1 )　ブランド名称 / ロゴ
名称：エヌ・ティ・ティ　シー・エイティ・ナイン
ロゴ：NTT CONSTELLATION 89 PROJECTロゴ
NTTグループ各社等の宇宙分野における事業・サービス・研究開発などの取り組みを「星」と定義し、それぞれを有機的に繋げていくことで「新たに89個目の星座を作っていく」という想いをあらわしました。
( 2 )　WEBサイト
2024年6月3日(月)より、NTTグループ各社等における宇宙ビジネス分野におけるカテゴリーブランド「NTT C89」に関するWEBサイトを立上げます。

「日本版」https://group.ntt/jp/aerospace
「英語版」https://group.ntt/en/aerospace
4. 今後の事業展開について
今後、NTTグループ各社等は、上記の「NTT C89」ブランドの下、様々なサービス・ソリューションを国内外に提供していきます。HAPSを活用した通信サービス提供開始や、地球観測事業者向けの衛星間通信（光データリレーサービス）の提供、観測衛星で撮影されたデータを活用したサービス拡充などを予定しています。また、海外衛星ブロードバンドサービス事業など外部パートナーとの連携によるサービス展開も含めて、お客様にベストミックスなソリューション提案できるように積極的に宇宙ビジネス分野のサービスラインアップ拡充を図っていきます。

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NTTグループニュース 
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光演算素子を用いた光暗号回路を世界で初めて実証

　NTT社会情報研究所とNTT物性科学基礎研究所は、文教大学、群馬大学および長崎県立大学と共同で、世界で初めて光演算素子を用いた共通鍵暗号の暗号関数の実装方式を考案し、その方式を基に作製した光回路の原理検証を行い、それが正しく動作することを確認しました。この結果をまとめた論文は、2024年4月15日～18日にIEEE Photonics Societyが日本で開催する、シリコンフォトニクスに関する著名な国際会議2024 IEEE Silicon Photonics Conferenceにおいて発表されます。
 

　■Photonic Cryptographic Circuits Consisting of Thermo-optic MZI Switch or Y-Branches
高橋 順子（NTT社会情報研究所）、北 翔太（NTT物性科学基礎研究所）、新家 昭彦（NTT物性科学基礎研究所）、青木 和麻呂（文教大学）、千田 浩司（群馬大学）、星野 文学（長崎県立大学）

NTTが提唱するIOWN（Innovative Optical and Wireless Network）では、コンピューティング環境や各種電子機器を光技術によるデバイスに置き換えて光ネットワークで結ぶことで低遅延・低消費電力などの情報処理基盤の実現をめざしています。現在は、暗号演算のような複雑なデジタル演算は電子回路で行われていますが、光技術で様々な演算処理を行う中で暗号演算も光回路で実装することにより、電子回路に比べて、遅延は1/200、電力効率は100倍といった更なる低遅延・低消費電力の演算の実現を目標としています。
　そこで本論文では、光演算素子を用いて、標準化されている軽量暗号の主要な非線形暗号関数であるS-box回路の実装方式を考案しました。その実装方式を基に、マッハツェンダー型光変調器およびY分岐素子を用いて、シリコンフォトニクス技術により、各々のS-box回路を作製し、正しく演算できることを世界で初めて実証しました。これにより、複雑なデジタル演算から構成される暗号演算を光回路で実装することの第一歩となり、低遅延・低消費電力の演算の実現につながることが期待されます。
　NTTグループでは引き続き、暗号回路を光技術で実現する研究開発を通じて、IOWNの安全な情報処理基盤の実現に貢献してまいります。

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NTTグループニュース 
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英国で100キロ離れたDC間を1ミリ秒以下で接続、NTTとNTTデータがIOWN利用で

　NTTとNTTデータグループは2024年4月12日、英国と米国の国内で実証実験を実施し、NTTグループが所有する約100キロメートル離れたデータセンター（DC）間を1ミリ秒以下の低遅延で接続することに成功したと発表した。同社の次世代ネットワーク構想「IOWN（Innovative Optical and Wireless Network、アイオン）」の光通信インフラ「オールフォトニクスネットワーク（APN）」を利用して実現した。
 

　実証実験の結果、400Gbps（ギガビット／秒）の通信において両DCを1ミリ秒未満の遅延、1マイクロ秒未満の遅延ゆらぎで接続できたという。英国ではへメル・ヘムステッドとダゲナムのファイバー長で89キロメートル離れたDC間で、米国ではバージニア州アッシュバーンにある4キロメートル離れたDC間で実証実験を行った。いずれもNECのAPN機器で接続し、両DC間の往復遅延と遅延ゆらぎを測定した。

　NTTは今回の実験成功により約100キロメートル離れたDCが「同一のDCと同等の統合ITインフラとして機能する」ことを示せたと表明。「分散型リアルタイムAI（人工知能）分析や金融分野への適用可能性を示すものだ」としている。NTTは国内で既に同様の実証実験を実施し、そこでの課題を洗い出すなど2026年の商用化を目指している。

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日経XTECHニュース 
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NICTを中心にした国際共同研究グループは、既存の光ファイバ伝送で、伝送容量と周波数帯域の世界記録を達成 〜マルチバンド波長多重技術により光通信インフラの通信容量を拡大〜

　既存光ファイバの伝送容量の世界記録を更新する、毎秒378.9テラビットの伝送を実証
世界最大の37.6テラヘルツの周波数帯域を利用し、伝送容量を拡大
通信需要が高まる将来において、光通信インフラの通信容量拡大に大きく貢献
 

　国立研究開発法人情報通信研究機構（NICTエヌアイシーティー、理事長: 徳田 英幸）フォトニックネットワーク研究室を中心とした国際共同研究グループは、光ファイバ伝送で世界最大の37.6テラヘルツの周波数帯域を活用し、毎秒378.9テラビットの伝送実験に成功し、既存光ファイバの伝送容量の世界記録を達成しました。
今回は、商用の長距離光ファイバ伝送システムで利用されている波長帯（C帯、L帯）に加え、今後の利用が期待される波長帯（O帯、E帯、S帯、U帯）を活用したマルチバンド波長多重技術により、大容量化を図りました。さらに、各波長帯に最適な光増幅方式を活用して全波長帯に対応した光ファイバ伝送システムを開発し、大容量伝送実験に成功しました。今回の技術は、通信需要が高まる将来において、光通信インフラの通信容量拡大に大きく貢献することが期待されます。
なお、本成果の論文は、米国サンディエゴにて開催された第47回光ファイバ通信国際会議（OFC 2024）にて非常に高い評価を得て、最優秀ホットトピック論文（Postdeadline Paper）として採択され、現地時間2024年3月28日（木）に発表しました。

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NICTニュース 
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NECとNTT、大容量光技術で大西洋分の距離伝送 世界初

　NECとNTTは21日、次世代の光ファイバー「マルチコアファイバー」に関し、光信号の通り道（コア）を12本に増やした新型タイプで7280キロメートルの長距離伝送に世界で初めて成功したと発表した。世界の通信量が急増するなか、大陸間のデータ通信を担う海底ケーブルなどの大容量化につながる。2030年ごろの実用化を目指す。
 

　光信号の伝送容量は現状に比べて最大12倍まで高められる可能性がある。両社は髪の毛と同程度となる太さ0.125ミリメートルの標準的な光ファイバーにコアを12本設けた。伝送に成功した7000キロ超は大西洋を横断できる距離に相当する。

通り道が多ければ、送ることができる信号も増やせる。ただコア同士の間隔が狭くなるため、隣のコアから漏れてきた光信号と混じり合い、通信品質の劣化につながる課題があった。今回の実験では「MIMO（マイモ）」と呼ばれる無線通信向けの技術を信号処理に利用することで、受信時に信号を正確に復調することに成功したという。

高速通信規格「5G」の普及やデータセンターの設置拡大などを背景に、世界の通信量は急増している。複数の通り道を束ねる「マルチコア」が広がれば、海底ケーブルや陸上用の光ケーブルの伝送容量の拡大につながる。

マルチコアは次世代通信規格「6G」や、NTTが推進する次世代通信基盤「IOWN（アイオン）」を支える基盤技術としても注目されている。NECと米グーグルがコア2本の光ファイバーを使った海底ケーブルの敷設を始めている。
日本経済新聞ニュース 
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大阪大学永妻忠夫教授グループはシングルチャネルで世界最高の240Gbit/sの無線通信速度を達成！ Beyond 5G/6Gに向けた高速化に大きな進展

　大阪大学大学院基礎工学研究科の永妻忠夫教授、前川慶介特任准教授（常勤）、大学院生の仲下智也さん(博士前期課程)、吉岡登暉さん（博士前期課程）らとIMRA AMERICA, INC.の共同研究グループは、シングルチャネルで300GHz帯無線通信システムの送受信器に、光技術を利用した超低雑音サブテラヘルツ信号発生器を用いることにより、無線通信システムの伝送速度として世界最高となる240Gbit/sを達成しました。
 

　今回開発した超低雑音サブテラヘルツ信号発生器は、「ブリルアン光源」と呼ばれる光信号発生器と、光信号を電気信号に変換するためのフォトダイオードで構成されています。これまでの純電気的にサブテラヘルツ信号を生成する方法では、周波数逓倍器を用いているため、振幅雑音に加えて、位相雑音と呼ばれる周波数の揺らぎが生じ、通信の高速化を妨げる原因になっていました。今回開発した超低雑音光源を用いたサブテラヘルツ信号発生器は、従来に比べ、電力密度に換算して100分の1以下の位相雑音を実現しました。
本研究成果の一部は、電子情報通信学会IEICE Electronics Expressで、2023年12月25日にオンライン先行公開されました。
現在、フォトダイオードの改良による送信電力の増加、受信素子の高感度化、ならびにアンテナの高利得化により、さらなる高速化と200m以上の長尺化を目指した研究開発を進めています。

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大阪大学ニュース 

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光電融合デバイス実現に向けNEDOプロにNTTなどが採択、光チップレット技術ほか

　NTTは、「IOWN（アイオン）」として推進する光電融合技術を採用した半導体開発について、「NEDO（新エネルギー・産業技術総合開発機構）ポスト5G情報通信システム基盤強化研究開発事業」の採択を受けたと発表した。今後、政府の支援などを受けながら、光電融合デバイスの早期実現を目指していく。
 

　NTTは2024年1月30日、「IOWN（アイオン）」として推進する光電融合技術を採用した半導体開発について、「NEDO（新エネルギー・産業技術総合開発機構）ポスト5G情報通信システム基盤強化研究開発事業」の採択を受けたと発表した。今後、政府の支援などを受けながら、光電融合デバイスの早期実現を目指していく。

　IOWN構想は、光電融合技術を活用することで、現在のICT（情報通信技術）の限界を超えた新たな情報通信基盤の実現を目指したものだ。フォトニクスとエレクトロニクスを組み合わせることで、電力効率100倍、伝送容量125倍、遅延200分の1などの効果が得られるとしている。
　IOWNは、最初にデータセンター間の接続を実現する「IOWN1.0」から開始しており、こちらは2023年にサービスが開始されている。その後、2025年度にはボード間の接続、2028年度にはチップ間の接続、2032年度にはチップ内の光化へと、徐々に小型で微細な環境での実現を目指している。
　既に数々のNEDOプロジェクトに採択され、データセンター間を結ぶIOWN オールフォトニクスネットワーク（APN）などでもいくつものプロジェクトが現在進行形で動いているところだが、今回NEDOのプロジェクトに採択された技術は、主に2028年度以降のチップ間接続で使用される技術だ。具体的には「光チップレット実装技術」「光電融合インターフェイスメモリモジュール技術」「確定遅延コンピューティング基盤技術」の3つだ。
　光チップレット実装技術の開発は、NTT、古河電気工業、NTTイノベーティブデバイス、NTTデバイスクロステクノロジ、新光電気工業が実施社となり、光電融合技術を用いたパッケージ内光配線技術の開発に取り組む。実現のために光集積回路（PIC）と電子集積回路（EIC）を高密度パッケージング技術を用い、ハイブリッド実装した光電融合デバイス（光チップレット）の開発を行う。これをロジックICなどを含むパッケージ内光配線に適用することで光ディスアグリゲーテッドコンピューティングなどを実現し、システム全体のリソース削減により、デバイスの圧倒的な低消費電力化を実現する。
　光電融合インタフェースメモリモジュール技術の開発は、NTTとキオクシアが実施社となる。データセンタースケールの光インターコネクトに光で直結できる広帯域メモリモジュールに向けて、「メモリコントローラ」と「広帯域バッファメモリ」を開発し、大容量のメモリ、光電融合デバイス（光チップレット）と共に「フォトニックファブリックアタッチトメモリモジュール（PFAM）」として実装する。PFAMにより、複数の演算リソースから広帯域の光により確定遅延でアクセスできるメモリプールを実現する。開発の一部は東北大学に再委託するという。「光電融合デバイスでは、メモリの書き込み速度より光の伝送速度の方が早い場合があり、その場合にメモリ側で独自の制御が必要になり、その技術を開発する必要がある」
　確定遅延コンピューティング基盤技術の開発は、NTT、NEC、富士通が実施社となる。光電融合技術および光ネットワーク技術により、データ転送から分析までの一連の処理を確定遅延で、かつ優れた電力効率で実行するコンピューティング基盤の実現を目指す。そのために、プロセッサ間のデータ転送、データ処理の不確定性を削減した、高効率な確定遅延コンピューティング基盤技術の研究開発を行う。「コンピューティングには不確定な遅延による処理待ちの時間が数多く存在し、その不確定性を低減するために、距離を近くするなどの必要性があったが、遅延が確定できれば、処理全体の遅延影響を限りなく低減できるほか、待ち時間などの無駄な消費電力も削減できる」
　NTTではこれらの技術をNEDOの支援を受けながら進めていく他、IOWN Global Foruumと協力しながら、光電融合の世界の実証と定着を加速させていく考えを示している。

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既存の光ファイバにおける伝送容量の世界記録更新、毎秒301テラビット伝送を実証 ～光通信インフラの新たな波長領域を開拓する技術を開発して達成～

　国立研究開発法人情報通信研究機構（NICTエヌアイシーティー、理事長: 徳田 英幸）フォトニックネットワーク研究室を中心とした国際共同研究グループは、現在市中に敷設されているものと同じ、既存の光ファイバで世界最大の伝送容量となる毎秒301テラビットの伝送実験に成功し、従来の世界記録を更新しました。
 

今回の記録は、既存の光ファイバでは未使用であった新しい波長領域を開拓するために光増幅器と光強度調整器を新たに開発し、多数の波長を利用可能にすることで達成できました。今回開発した技術は、通信需要が高まる将来において、光通信インフラの通信容量拡大に大きく貢献することが期待されます。
NICTは、国際共同研究グループが製作したE帯向けビスマス添加ファイバ光増幅器・光強度調整器を利用して、既存の光ファイバで世界最大の波長領域を持つ光ファイバ伝送システムを開発しました。伝送システムは、光ファイバ、複数の光増幅器（ビスマス添加光ファイバ増幅器、ツリウム添加光ファイバ増幅器、エルビウム添加光ファイバ増幅器、ラマン増幅）、送受信器、光強度調整器、合波器/分波器などから成ります。
　今回は、E帯、S帯、C帯、L帯を合わせて世界最大の27.8テラヘルツの周波数帯域幅（212 nmの波長幅）、1,097の波長数（E帯: 315波、S帯: 315波、C帯: 200波、L帯: 267波）を用いて、毎秒301テラビットの波長多重信号の51 km伝送を達成しました。信号の変調には、情報量が多い偏波多重QAM方式を使用し、64QAMをE帯、256QAMを S帯、C帯、L帯に使用しました。過去の成果と比較して、伝送容量23%、周波数帯域幅41%の増加を達成しました。
なお、本成果の論文は、英国グラスゴーにて開催された第49回欧州光通信国際会議（ECOC 2023）にて非常に高い評価を得て、最優秀ホットトピック論文（Postdeadline Paper）として採択され、現地時間2023年10月5日（木）に発表しました。

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NICTニュース 

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既設光ファイバーを用いた大容量マルチバンド波長多重伝送に成功 ～現状の商用光伝送技術に比べて5.2倍の波長多重度での伝送が可能～

　NEDOが委託する「ポスト5G情報通信システム基盤強化研究開発事業」（以下 本事業）の一環で、富士通株式会社と株式会社KDDI総合研究所は今般、既設光ファイバーを用いた大容量マルチバンド波長多重伝送技術の開発に成功しました。従来、中長距離の商用光通信では使用されていなかったC帯以外の波長帯を、一括波長変換およびマルチバンド増幅技術を用いて伝送可能にする技術を開発しました。
 

本技術を導入した光ファイバー通信網では、現状の商用光伝送技術に比較して5.2倍の波長多重度での伝送が可能になります。また、既設の光ファイバー設備を利活用するため、経済的かつ省力的に通信トラフィックを増大できます。さらに拡張工事が難しい都市部や密集地での伝送容量を容易に拡大でき、サービス開始までの時間短縮やコスト削減も期待できます。
富士通は、マルチバンド伝送における伝送性能の劣化要因を考慮したシミュレーションモデルを構築し、マルチバンド波長多重システムの伝送設計を可能にしました。シミュレーションモデルには、商用光ファイバー特性の測定結果および一括波長変換器／マルチバンド増幅器の実験系検証により抽出した伝送パラメーターを反映することで、実機測定との誤差を1dB以内に抑える高精度シミュレーションを実現し、バンド帯間の相互作用や伝送性能の劣化を考慮した設計を可能にしました。
また、KDDI総合研究所は、これまで高密度波長分割多重（DWDM）伝送で活用されることがなかったO帯で、従来のC帯の2倍の周波数帯域幅の活用を可能にしました。両者の技術を組み合わせ、既設の光ファイバーを用いて実際に伝送実験を行い、O帯、S帯、C帯、L帯、U帯でのマルチバンド波長多重伝送（伝送距離45km）を実証し、従来のC帯のみの伝送と比べて波長多重度5.2倍の伝送が可能であることを示しました。さらにシミュレーションでは、S帯、C帯、L帯、U帯でのマルチバンド波長多重伝送（伝送距離560km）を確認しました。

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KDDIニュース 

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フィールド環境敷設のマルチコアファイバケーブルで、世界で初めて毎秒1.6テラビット光伝送実験に成功 ～大規模データセンタネットワークにおけるイーサネットの大容量化技術として期待～

　日本電信電話株式会社（本社：東京都千代田区、代表取締役社長：島田 明、以下「NTT」）は、フィールド敷設4コアファイバを用いて、世界初となるファイバ1心で毎秒1.6テラビットを超える強度変調直接検波（IM-DD）方式による光信号の空間多重光伝送実験（以下「本実験」）に成功しました。
 

本実験では、1レーンあたり毎秒400ギガビットを超えるIM-DD光信号の送受信を、イーサネット標準の波長帯域（O帯）において実証し、世界で初めて、フィールド環境において1ファイバあたり毎秒1.6テラビットの超高速IM-DD信号の10km伝送実験に成功しました。本成果は、NTT独自の超広帯域ベースバンド増幅器ICモジュールと、超高精度なデジタル信号処理技術、およびマルチコアファイバを用いた空間多重伝送技術の高度な融合により達成されました。
　本成果は、従来の実用レベルの4倍以上となる大容量化を実証し、大規模データセンタネットワークの更なるスケーラビリティ向上の可能性を示したものであり、次世代イーサネットのコア技術として期待されます。
　本技術の詳細は、10月1日からイギリス、グラスゴーで開催された国際会議ECOC2023（European Conference on Optical Communications）の伝送部門において査読委員から最も高く評価されたトップスコア論文として採択され、10月5日（現地時間）に発表されました。なお、本研究成果の一部は、国立研究開発法人情報通信研究機構の委託研究「高度通信・放送研究開発委託研究（採択番号20301）」により得られたものです。

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NTTグループニュース 

光技術や光産業の情報交流フォーラム
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データセンタエクスチェンジの実現に向けAPNを活用した光波長パス設定技術を確立し実証 ～自動化により光波長パスの設計・設定を数時間から数分へと大幅に短縮～

　日本電信電話株式会社(本社：東京都千代田区、代表取締役：島田　明、以下「NTT」) と日本電気株式会社(本社：東京都港区、取締役 代表執行役社長 兼 CEO：森田 隆之、以下「NEC」)は、通信需要に応じたデータセンタ間の大容量低遅延接続の実現に向け、IOWN (※1) Global Forum (※2) にてアーキテクチャの制定が進んでいるAPN (※3) を活用した光波長パス (※4) 設計技術を確立し、トリノ工科大学、コロンビア大学、デューク大学、ダブリン大学と共同で、National Science Foundation (NSF)の COSMOSテストベッド (※5) を用いてフィールド実証を行いました。
 

本成果により、これまで、熟練作業者が2～3時間以上かけて行っていた光波長パスの設計・設定を自動化により数分で実施することが可能となりました。これはNTTやNEC等がIOWNにて提唱している、必要な対地間をオンデマンドに光波長パスで接続し、分散されたデータセンタ間で大容量低遅延通信を行うデータセンタエクスチェンジ (DCX) サービス（図1）の実現に大きく貢献します。
　本開発実証結果に関してはスコットランドで開催された光通信技術に関するヨーロッパ最大の国際会議(49th European Conference on Optical Communications（ECOC）)で報告しBest Paperに選出され、スペインで開催されたTelecom Infra Project (※6) Fyuz event (※7) にて紹介しました。
【用語解説】
※1
Innovative Optical and Wireless Network (IOWN)
あらゆる情報を基に個と全体との最適化を図り、光を中心とした革新的技術を活用し、高速大容量通信ならびに膨大な計算リソースなどを提供可能な、端末を含むネットワーク・情報処理基盤。
NTTニュースリリース「NTT Technology Report for Smart World：What's IOWN?」
https://group.ntt/jp/newsrelease/2019/05/09/190509b.html
※2
IOWN Global Forum
これからの時代のデータや情報処理に対する要求に応えるために、新規技術、フレームワーク、技術仕様、リファレンスデザインの開発を通じ、シリコンフォトニクスを含むオールフォトニクス・ネットワーク、エッジコンピューティング、無線分散コンピューティングから構成される新たなコミュニケーション基盤の実現を促進する新たな業界フォーラム。
https://iowngf.org/当該ページを別ウィンドウで開きます
※3
All Photonics Network (APN)
IOWN Global Forumにてオープンにアーキテクチャ策定が行われているフォトニクス技術をベースとした革新的ネットワーク。IOWNのユースケースを支えるネットワークとして、必要なときに必要な地点間を光パスでダイレクトに接続可能にする。
https://www.rd.ntt/iown/当該ページを別ウィンドウで開きます
※4
光波長パス
光トランシーバ間で特定の波長を用いて接続されたコネクション。光トランシーバ間で波長を占有することで低遅延・大容量の通信が可能。
※5
National Science Foundation (NSF) COSMOSテストベッド
NSF出資による、ニューヨーク市に構築された学術網。
https://www.cosmos-lab.org/当該ページを別ウィンドウで開きます
※6
Telecom Infra Project (TIP)
世界で必要とされる高品質な接続性を提供するために数百社を含む多様なメンバーが参画し、オープン化・ディスアグリゲーション化・標準化に基づくソリューションを開発・試験・展開するグローバルコミュニティ
https://telecominfraproject.com/当該ページを別ウィンドウで開きます
※7
Fyuz
TelefonicaやVodafone等のヨーロッパの通信キャリアやMetaなど、オープンネットワークやディスアグリゲーション・ネットワーク・ソリューションのリーダーや、幅広い通信業界関係者が集まり、高度なコネクティビティ・ソリューションの展開についてプレゼンテーションや展示を行うヨーロッパのイベント。
https://www.fyuz.events/当該ページを別ウィンドウで開きます
※8
デジタルコヒーレント技術
コヒーレント光受信とデジタル信号処理 (DSP) と組み合わせた伝送方式。コヒーレント光受信とは、受信側に配置した光源と、受信した光信号を干渉させることにより、光の強度だけでなく偏波や位相を利用した変調が可能となり、光伝送の大容量化（周波数利用効率の向上）が可能となる。コヒーレント光受信とDSPを用いた高精度な光信号の補償を組み合わせることにより、大幅な受信感度向上を実現する。
※9
シリコンフォトニクス技術
シリコンエレクトロニクスの製造技術をベースとした光集積回路技術であり、微細加工性、集積性、経済性、そして省エネルギー性に優れ、近年の光集積回路の大規模化に必須の技術。
※10
Wavelength Division Multiplexing (WDM)
異なる波長は互いに干渉しないという性質を利用して、一つの光伝送路に異なる複数の波長を同時に伝送する方式。WDMにおいて波長を高密度に多重化して超大容量光伝送を実現するものを特にDense WDM (DWDM) と呼ぶ。
※11
Open ROADM MSA
ROADM（Re­con­figura­ble Optical Add-Drop Multiplexer）システムをベンダ間で相互運用できるようにするためのインタフェースや、仕様を定義しているMSA（Multi Service Agreement）。
http://openroadm.org/当該ページを別ウィンドウで開きます
※12
NECのオープン光400Gトランスポンダ製品がTIP PhoenixのSilver Badge認定を獲得
https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000408.000078149.html当該ページを別ウィンドウで開きます
※13
Transport PCE
光伝送装置をベンダ固有でない汎用的なインタフェースにて制御するコントローラ。
https://docs.opendaylight.org/en/latest/release-notes/projects/transportpce.html当該ページを別ウィンドウで開きます

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世界初300GHz帯でのビームフォーミングと高速データ伝送に成功 ～端末への超大容量データ瞬時転送の実現に向けた要素技術の確立～

　日本電信電話株式会社（本社：東京都千代田区、代表取締役社長：島田　明、以下「NTT」）と、国立大学法人　東京工業大学（東京都目黒区、学長：益 一哉、以下「東工大」）工学院 電気電子系の岡田健一教授らは、2030年代の6Gに向けて300GHz帯のフェーズドアレイ送信モジュールを開発し、ビームフォーミングを用いた300GHz帯高速無線データ伝送に世界で初めて成功しました。本技術により、移動する受信端末に向かって超大容量データを瞬時に転送できるようになります。
　本技術の詳細は2023年6月11日からアメリカ、サンディエゴで開催される国際会議IMS2023 （2023 IEEE MTT-S International Microwave Symposium）で発表しました。
 

今回、東工大では周波数変換回路や制御回路等を搭載した高集積なCMOS-ICを作製し、NTTではNTT独自のインジウム・リン系ヘテロ結合バイポーラトランジスタ（InP HBT）技術で高出力なパワーアンプ回路とアンテナを一体集積したInP-ICを開発しました。さらに前記CMOS-ICとInP-ICとを同一プリント基板上に小型実装した4素子フェーズドアレイ送信モジュールを実現しました。本送信モジュールは36度の指向性制御範囲と通信距離50cmにて最大30Gbpsのデータレートを達成し、300GHz帯において、ビームフォーミングを用いた高速無線データ伝送に世界で初めて成功しました。
　今回の成果は6Gのアプリケーションとして期待されているKIOSKモデルやFemtocell等の近距離移動体通信への展開が期待される技術です。本成果は1次元のビームフォーミングの実証でしたが、今後は2次元アレイ化よる２次元ビームフォーミングの実証やアレイ数を増やすことによる通信距離の拡張等に取り組みます。また利用用途に応じた受信モジュールの開発にも取り組み、従来よりも10倍以上の伝送容量を有する無線通信の実用化をめざします。

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NTT、2023年3月に「IOWN」サービスを提供開始

NTTは2022年11月14日、同社がグループ全体で取り組む「IOWN（アイオン：Innovative Optical and Wireless Network）」サービスを2023年3月から提供開始すると発表した。
 

　記者説明会では代表取締役社長の島田明氏が登壇し、光技術を用いて「低遅延」「大容量化」「低消費電力」なネットワークの実現を目指すIOWN構想と、それを実現するための主要技術や2030年までの開発目標を説明した。
　島田氏は説明会の冒頭、「データドリブン社会では、扱うデータ量やデータセンターの消費電力が大幅に増加する。例えば、データ量は動画をフルHDから16Kに高精細化すると約750倍に増加。国内のデータセンターの消費電力は2030年には2018年比で約6倍と大幅に増加する」と述べた上で、IOWNの役割について「大容量ストレージや映像のストリーミングサービスは現用のネットワークでも対応可能だが、今後発展するであろう自動運転技術やVR（仮想現実）／AR（拡張現実）などを普及させていくためにはさらなるネットワークの発展が必要になる。このような『大容量化」『低消費電力」『低遅延』などの課題をIOWNが解決する」と説明した。
　2023年3月から提供を開始する「IOWN1.0」は、ネットワークから端末までE2E（End To End）で光技術を活用するAPN（オールフォトニクス・ネットワーク）サービスとして提供される。100Gbps（ギガビット/秒）専用線のサービスの一部として組み込まれ、利用者はネットワークを既存サービスの200分の1の遅延で利用可能で、光ファイバー1本あたりの通信容量も従来の1.2倍になる。活用場面としては、医療用ロボットを手掛けるメディカロイドの手術支援ロボット「hinotori」と連携した低遅延かつ揺らぎ（ジッタ―）の少ない遠隔医療の実現や、化学プラント内のメンテナンス作業の効率化などを想定している。
　IOWNの今後について島田氏は「APNと並行して光電融合デバイスを活用し、2025年にはIOWN2.0、2029年度にはIOWN3.0、2030年にはIOWN4.0と、さらなる低遅延、低消費電力化を目指す」とした上で、「IOWNを標準化していくためには装置メーカーやデバイスメーカーの協力が欠かせない。海外メーカーも含めてIOWN構想に賛同してくれる企業との連携を模索していくほか、データセンターなど実際に活用する企業とも連携して研究開発を進めたい」とパートナーシップの必要性を強調した。

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