科学技術・学術審議会 資源調査分科会 光資源委員 …...2014/11/11 · Optical...
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萩本 和男 ２００７年０３月０５日 NTT未来ねっと研究所 「大容量、高速光通信ネットワーク」 文科省・光資源委員会資料
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萩本 和男
２００７年０３月０５日
NTT未来ねっと研究所
「大容量、高速光通信ネットワーク」
文科省・光資源委員会資料
ブロードバンド・ユビキタスのねらい
背景リアルな社会が、デジタル・ネットへの移行（増えることは間違いないが、需要予測がむつかしい）ファイバの浸透、コンピュータの普遍化情報発信の機会が桁違いに増える（人間→機械）（ユビキタス・ネットワーキング）
ねらい高速・大容量で、フレキシブルなNWの実現複数の価値の融合により新たな価値の創造
技術λで、オンデマンドで広帯域・高品質な直接接続（B-B、B-C）（レゾナント通信：NWとｱﾌﾟﾘｹｰｼｮﾝとのコンバージェンス）アクセスは、いつでも・どこでも・どのようにでも（高品質、高信頼）
図29・１ 光ファイバの構造と屈折率分布
クラッドコア
被覆
r
n(r)
2aΔ
θ0
Loss characteristics of optical fiber
-20
-10
0
20
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
10
Dis
pers
ion
(ps/
nm・km
)
Tran
smis
sion
Los
s (d
B/ k
m)
1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700
Wavelength (nm)
L, L+
Standard single-mode fiber
2nd: Zero-Dispersion shifted fibers
1st:SMF
CS+,S
Extremely low loss fiber
3rd: Dispersion Flattened Fiber
１
２
３４
Cost Trend and R&D Key Targets
Year
'75 '80 '85
F-6M(First WDM system)
F-400M F-100M
F-1.6G
(Coaxial)
1,000
100
10
1
0.01'90
F-600MF-2.4G
FA-2.4G/10G
Optical Amplifier
0.1
'95 '2000
Optical Mux & Switing
Single Mode Fiber
120G
'2005
Rel
ativ
e C
ost
DC-400M LD module & connectorS/N design & Measurement
LD module & connectorS/N design & Measurement
1st:Establish of fundamental
2nd:High-speed & Operation
DFB-LD & PC connectorHigh-speed LSI
DFB-LD & PC connectorHigh-speed LSI
3rd:Optical Amplifier Repeater
EDFA repeater systemWDM & ADM NW
EDFA repeater systemWDM & ADM NW
4th:Optical Routing
Optical SWPhotonic Digital
Optical SWPhotonic Digital
Tb/s NW
Zero-Dispersion Shifted Fiber
Coherent Tech
Multimode fiber
Soliton Tech
テラビットシステム80chx10G
10T
日本縦貫単一モード光ファイバ網（１９８５～）
１９８５年単一モード光ファイバによる全国網の完成海底ルートにより、高信頼な光網が完成
１９８０年F-400M現場試験風景
国際海底光ケーブルネッ ト ワーク
CH-US
SOUTHERN CROSS
GUAM-PHILIPPINE
APCN
GEMINI
SEA-ME-WE3
SAFE
SAT-3AFRICA-ONE
JAPAN-AUSTRALIA
ATLANTIS-2
AC-1
PC-1
MACPACEAC
SAC
FLAG
FLAG-Pacific
Oxgen
Oxgen
Tycom
COLUMBUS-3
FLAG-Atlantic
TAT-12/13
TAT-14
ARCOS-1
JP-US
TPC-5
APCN-2
HK-JP
The memorial Er3+-doped fiber used in the first optical transmission system experiment (K. Hagimoto et al. OFC'89 PD-15, 1989)
60m for Pre-amplifier
90m for Power-amplifier
多重化方式と伝送路の構成after discussion with Prof A.Yriv
Line
Terminal3R Repeater
Line
Terminal
(a) Conventional 3R System
1R Repeater
(d) Optical 1R System
1R Repeater
(d) Distributed Amplifier System
光増幅と波長多重
分布増幅と波長多重
光ファイバと電気多重
電気多重
波長多重
波長多重
Enlargement of fiber amplifier bandwidth
1989
3dB Bandwidth: 5nm K. Hagimoto et al. OFC'89 PD-15
1998
Y. Sun et al. ECOC'98 p.54
3dB Bandwidth: 84.3nm
Bandwidth of Optical Amplifiers (>200 nm)
TDFA: Thulium-doped fiber amplifierFRA: Fiber Raman amplifierEDFA: Erbium-doped fiber amplifierGS-EDFA: Gain-shifted EDFAEDTFA: Telluride-based EDFA
wavelength (nm)
1450-1650 nm<0.3 dB/km
Fiber low-loss window
1550 1650 1450 1500 1600
C band L band L + bandS bandS + band
SMF anomalous (+10 ～ 25 ps/nm/km)
zero anomalous (<+10)normal (>-10)DSFzero anomalousnormal (>-13)NZ-DSF(L)
anomalous (<+13)normal zeroNZ-DSF(S)
Fiber dispersion
Optical amplifiersbandwidth
TDFA
FRA
EDFAFRAGS-EDFA
EDTFA, FRA+EDFA
EDFA
Tellurite Raman Amplifiers
2W/fiber
Dangerous Level
To keep the same S/N for repeater spacing of 100kmMore bitrate needs more power
0.1
1
10
100
1000
Aver
aged
laun
ched
opt
ical
pow
er (m
W)
0.1 1 10 100 1000Bit rate (Gbit/s)
1mW/Gbit = 7.8M photons/b
it/s
F-10GF-2.5G
F-400M
WDM-120G
F-1.6G
Distributed Amp
Lumped Amp
