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研究者らは、業界標準の光ファイバーの速度新記録を樹立し、ファイバー長 67 km で 1.7 ペタビットを達成しました。 このファイバーには、それぞれ信号を伝送できる 19 個のコアが含まれており、ファイバー サイズの世界標準を満たしているため、大規模なインフラストラクチャを変更することなく採用できることが保証されています。

19芯の光ファイバーです。 画像クレジット: Rademacher et al.、doi: 10.1364/OFC.2023.Th4A.4。

世界中のインターネット トラフィックはすべて、厚さ 125 ミクロンの光ファイバーを通じて伝送されます。

これらの業界標準のファイバーは、大陸、データセンター、携帯電話塔、衛星地上局、そして家庭や企業を結びます。

1988 年に遡ると、大西洋を横断した最初の海底光ファイバー ケーブルは、2 対のファイバーで 20 メガビット、つまり 40,000 回の通話の容量がありました。 TAT 8 として知られるこのバージョンは、World Wide Web の開発をサポートするのにちょうどいいタイミングで登場しました。 しかしすぐに定員に達してしまいました。

2022 年に運用が開始されたグレース ホッパー ケーブルなどの最新世代の海底ケーブルは、16 のファイバー ペアのそれぞれで 22 テラビットを伝送します。 これは TAT 8 の 100 万倍の容量です。

しかし、ストリーミング TV、ビデオ会議、その他すべてのグローバル コミュニケーションの需要を満たすにはまだ十分ではありません。

マッコーリー大学の研究者サイモン・グロス氏は、「数十年にわたる世界中での光学研究により、業界は単一ファイバーを通じてより多くのデータを送信できるようになった」と述べた。

「彼らは、光を操作するために、さまざまな色、さまざまな偏光、光のコヒーレンス、その他多くのトリックを使用してきました。」

現在のファイバのほとんどは、複数の光信号を伝送する単一のコアを備えています。 しかし、この現在のテクノロジーは、信号間の干渉のため、実質的には毎秒数テラビットのみに制限されています。

「より太いファイバーを使用することで容量を増やすことができます」とグロス博士は言いました。

「しかし、ファイバーが太くなると、柔軟性が低下し、より壊れやすくなり、長距離ケーブルには適さなくなるため、光ファイバーインフラの大規模な再設計が必要になります。」

「もっと多くのファイバーを追加することもできます。しかし、ファイバーごとに装置のオーバーヘッドとコストが追加されるため、さらに多くのファイバーが必要になります。」

急激に増大するデータ移動の需要に応えるため、通信会社はコストを削減しながらより多くのデータ フローを提供するテクノロジーを必要としています。

新しく開発されたファイバーには 19 個のコアが含まれており、それぞれが信号を伝送できます。

「私たちは、3Dレーザー印刷技術によって導波管パターンがエッチングされたコンパクトなガラスチップを作成しました」とグロス博士は述べた。

「これにより、均一な低損失で同時にファイバーの 19 個の個別のコアに信号を供給することができます。」

「他のアプローチは損失が多く、コアの数が限られています。」

著者らは、2023 年 3 月に米国カリフォルニア州サンディエゴで開催された光ファイバー通信カンファレンス (OFC) 2023 でその結果を発表しました。

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ゲオルグ・ラデマッハら。 2023. 標準クラッド直径のランダム結合 19 コア マルチコア ファイバー。 OFC 2023、論文番号 Th4A.4; 土井: 10.1364/OFC.2023.Th4A.4