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2017年03月24日
全球首发！面向下一代光网络
无波长限制的波长统一转换技术
成功进行了基于1Tbps以上波分复用信号的验证实验
株式会社富士通研究所（注1）（以下简称，富士通研究所）与德国Fraunhofer Heinrich Hertz研究所（注2）（以下简称，HHI）开发出了对波分复用的光信号统一进行波长转换的新技术，并成功进行了基于每秒1太比特（以下简称，Tbps）级大容量信号的验证实验，未来将用于波分复用光网络的光通信中继节点上。
开发背景
支持大规模数据中心、先进的云ICT服务的光纤网络，基于波分复用技术（将不同波长的光信号汇集在一根光纤里传输），实现了光网络内各点间大容量且低延迟的连接。近年来，通过偏振复用正交相位调制方法（注3）实现的每秒100千兆（以下简称，Gbps）每波长容量已成为常态。目前，相关技术研发取得进展，通过采用更多的调制方式，将有可能实现Tbps级的大容量通信环境。
课题
连接光网络内的多个站点时，包含相同波长的光信号无法使用同一光纤传输，为了避免相同波长在光中继节点重叠，需要进行波长转换处理以错开波长避免冲突（图1）。
图1 光中继节点中的波长冲突
对于这种处理，虽然原来提出了暂时转变成电信号的方法（图2左）以及利用非线性光学效应和波长滤波器的方法（图2右），但前者随着电信号与光的相互转换，处理延迟增大，每种波长都需要转换电路，因此，存在复用波长的数量增多以及耗电量增加的问题。而后者虽然能够统一转换波长，但需要只去除转换前信号波长的滤波器元件，因此难以支持多种波长的信号。
图2 现有的波长转换技术
开发的技术
此次富士通研究所和HHI开发出的新技术在进行光波长转换的同时，还可控制偏振波状态，从而实现了一次性统一波长转换。研究人员利用此次的新技术原理试制出波长转换电路,并进行试验，成功实现了对1Tbps以上偏振复用光信号的统一波长转换。在全球首次实现了无需限制输入波长和调制方式，即可进行统一波长转换的功能。
开发的技术具有如下特征：
1. 在全球首次采用偏振光滤波器进行统一波长转换
通过向非线性光学介质同时输入光信号和激发光，可以生成输入的光信号与波长转换的光共存的信号。本次新技术的特点是，随着波长转换改变光信号的偏振波状态，不是采用传统技术的波长滤波器，而是使用偏振光滤波器去除波长转换前的光信号，只提取波长转换后的光信号，进行统一波长转换。另外，波长转换时，通过控制激发光的波长间隔，可随意控制转换后的波长。
图3 提出的新波长转换技术
2. 对偏振复用的光信号统一进行波长转换
此次开发的新技术，将转换前光信号分离成垂直偏振波和水平偏振波，进行波长转换和重新合成，以此对应偏振复用信号。研究人员利用此次的新技术原理试制出波长转换电路并进行试验，成功实现了对1Tbps以上偏振复用光信号的统一波长转换。
效果
利用这项新技术，用一台波长转换装置即可统一转换原来用10台电信号转换才能实现的类似1Tbps的大容量光信号波长转换。所以，用不到原来十分之一的耗电量即可实现同等功能。另外，由于转换前后的波长没有限制，因此更有利于实现可灵活改变网络结构的下一代网络。
今后
今后将进一步开展提高转换效率和生产率等商业化研究，目标于2020年左右投入实际应用。
