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通信方式(現在と将来)

車と車線を使って通信方式を説明します。車は車線を占有できる時間(1区間)、荷物が1度に運べる情報(ビット数)、車線が光の波長ひとつであるとします。

現在の通信速度: 1波長あたり10ギガbps、40ギガbps

・時分割多重方式(TDM: Time Division Multiplexing)

1度に送れる情報に限りがあるため、時間で区切って送ります。例えば複数のユーザが同時に情報を発信した場合、情報を運ぶ車線は1車線しかないので、それぞれの情報の荷を乗せたトラックが1列に並んで運びます。車線が渋滞した時は、送信速度が遅くなることもあります。

・光波長多重方式 (WDM: Wavelength Division Multiplexing)

1度に送れる情報量が多く、複数のユーザの情報を波長を変えて同時に送ることができます。例えば複数のユーザが情報を同時に発信しても、車線が沢山あるので渋滞になりにくく、スムーズに荷(ビット数)を送れます。送信速度が安定しています。

・多値変調方式 (MM:Multi-level Modulation)

1波長の1区間に複数の信号を送る方式です。同じ波長の上に複数のユーザの情報を光の波形を変えて送ります。代表的な技術に、差動4値位相変調方式(DQPSK(ディーキューピーエスケー):Differential Quadrature Phase-Shift-Keying)があります。通常、トラックの荷台には1ビットを乗せて運びますが、「DQPSK」の場合、2ビットを乗せて運ぶことができます。

将来の通信速度:1波長あたり100ギガbps

100Gbpsは、DVD1枚を約0.4秒で伝送する速度です。(DVD容量4.7ギガByteで換算した場合)。

・偏波多重方式(Polarization multiplexing)

光は振動しながら進んでいます。その振動の向きを「偏波(へんぱ)」といいます。垂直に振動しながら進む光(垂直偏波)と水平に振動しながら進む光(水平偏波)があります。偏波に乗せた情報は、混信することもなく、多くの情報を送ることができます。例えば1車線の上を2台同時に走ることができ、その2台はぶつかり合うことも無く情報を送れます。

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