多階層光スイッチノードを実証、10Tbpsのスイッチングに成功

インターネットでの高精細な動画配信などコンテンツ大容量化に伴い、ネットワークの通信トラヒックは飛躍的な増大を続けています。その増大する通信トラヒックに対応するには、光ファイバやスイッチノードの増設が必要であり、それに伴い消費電力が増大するなど改善すべき課題があります。

増大する通信トラヒックのニーズに応えるには、ユーザ間を光ネットワークで結んだ、高速で大容量の情報を省電力で伝送できる光通信路（光パス）の実現が求められています。そのため、複数のチャネルの光信号を一本の光ファイバで伝送する波長分割多重（WDM）伝送技術、波長分割多重された信号を波長ごとに異なる行き先の光ファイバに切り替えられる光スイッチ技術などの研究開発が取組まれています。（図1）

この多階層光スイッチノードを用いて、１つの光スイッチノードで切り替え・編集された全信号において、データ復号後に誤りがないことを確認し、総容量10Tbpsのマルチ粒度光スイッチングができることを世界で初めて実証しました。これは、信号誤りのない光スイッチノード容量としては世界最大となるものです。

今回の成果は、ＮＴＴが開発した、マルチ粒度光スイッチノードアーキテクチャ技術（補足説明(1) ）、多波長一括発生光源技術（補足説明(2)）と、富士通が開発したポート拡張可能な無損失光波長スイッチ技術（補足説明(3) ）を用いて実現したものです。

100Tbps級の超大容量フォトニックネットワークの実現のため、マルチ粒度光スイッチノードアーキテクチャ及びそれを実現する光スイッチング要素技術の研究開発をさらに進展させる必要があります。さらに、ネットワークとして動作させるためにはネットワーク制御系との連携動作に関する研究開発が必要です。

本開発は、日本電信電話株式会社、富士通株式会社、エヌ・ティ・ティ・コミュニケーションズ株式会社、国立大学法人名古屋大学、国立大学法人大分大学が共同で進めているNICT委託研究「高機能フォトニックノード技術の研究開発」における課題ア「超高速スイッチング技術の研究開発」　課題イ「波長群スイッチングノード技術の研究開発」での開発の成果です。

なお、今回の実験でファイバスイッチ機能部に用いた MEMS型光スイッチは、2001年度～2005年度に行われたNICT委託研究「光バーストスイッチングを用いたフォトニックネットワークの研究開発」における、富士通の開発成果です。

フォトニックネットワークの端から端まで提供される光の通信路。波長をラベル（識別子）として光スイッチにより経路（ネットワーク上のルート）が設定される。

WDMはWavelength Division Multiplexingの略。送信側でチャネルごとに、異なる波長の光に信号を符号化して多重し、受信側では波長単位で分波・受信することで、複数のチャネルの信号を１本の光ファイバで伝送する多重化方式。

SOAはSemiconductor Optical Amplifierの略。インジウムリンなどの化合物半導体で作られた光増幅素子。駆動電流を制御することにより、高速光ゲートスイッチ素子として利用が可能。

微細な電気回路と機械的構造を一体化したもの。MEMS光スイッチでは、光の経路を切り替える微小な鏡の角度を変えることで、光信号の切り替えが可能。

入力された光信号が、光分岐素子によって、全ての出力ポートに対して分配され、出力部において、全ての入力ポートから分配される光信号のうち、接続先の入力ポートからの信号を選択することで、必要とされる入出力ポート間での接続を行う光スイッチの方式。光信号を分配、選択する機能が入出力の１ポート単位で分離できるため、ポート単位での拡張が可能。

ファイル交換、データバックアップ、映像配信等の大きな塊のデータであるバーストデータを、塊のままで転送するために用いられる光信号。データを細切れではなく一括転送するため、伝送途中の転送処理や転送先でのデータ復元が容易。