日本資訊通訊研究機構 (NICT) 2023年11月30日宣佈稱，以NICT光量子網路研究室爲中心的國際聯合研究團隊在利用現有光纖（與目前鋪設在城市的光纖相同）的大容量傳輸實驗中，成功實施了世界上的最大容量，即每秒301太位元（Tbit），打破了現行的世界紀錄。新紀錄是透過開發新的光放大器和光強度調整器開拓現有光纖未使用過的新波長，使用多個波長傳輸資料來實施的。
圖1 多波段波分多工光纖傳輸影像（供圖：國立研究開發法人資訊通訊研究機構（NICT））
在本次研究中，NICT的光量子網路研究室作爲國際聯合研究團隊成員開發了傳輸系統。美國貝爾實驗室和英國阿斯頓大學開發了E波段用的光強度調整器，香港Amonics公司開發了E波段用的摻鉍光纖放大器。
在此之前，NICT就透過充分利用參雜稀土的光纖放大器和拉曼等比增大方法，構建了除商用波段（C波段、L波段）外，還使用未商用S波段的光纖傳輸系統，並實際驗證了大容量傳輸。
爲了實施更高的傳輸容量以滿足未來通訊需求的進一步擴展，有必要開發新的波長範圍，但目前爲止，包括E波段在内的多波段波分多工光纖傳輸系統尚未實施。
此次，利用國際聯合研究團隊製造的針對E波段的摻鉍光纖放大器和光強度調整器，NICT的光量子網路研究室開發出了較現有光纖擁有全球最大波長範圍的光纖傳輸系統。
傳輸系統由光纖、多個光放大器（摻鉍光纖放大器、摻銩光纖放大器、摻鉺光纖放大器、拉曼放大器）、收發器、光強度調整器、合波器/分波器等組成。
本次，研究團隊使用結合了E波段、S波段、C波段和L波段的世界上最大的27.8太赫茲（THz）的頻率頻寬（波長寬度212奈米），1097個波長（E波段：315個、S波段：315個、C波段：200個、L波段：267個），成功地在51公里的距離上實施了每秒301太位元的波分多工訊號傳輸。
訊號調變採用大資訊量的偏振多工QAM方式，E波段採用64QAM，S波段、C波段、L波段採用256QAM。與以往成果相比，傳輸容量增加了23%，頻率頻寬增加了41%。
本次實驗結果在第49屆歐洲光通訊國際會議（ECOC2023）上獲得了高度評價，並被評選爲最佳熱點論文並進行了發表。ECOC是光纖通信領域最大的國際會議之一。
今後的目標是進一步提高光纖傳輸系統的傳輸能力，並擴大波長範圍。此外，還將透過充分利用多頻帶波分多工技術和新型光纖，爲支援未來通訊需求的光通訊設施奠定基礎。
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
國際會議：ECOC 2023 最佳熱點論文（Postdeadline Paper）
論文名: 301 Tb/s E, S, C+L-Band Transmission over 212 nm bandwidth with E-band Bismuth-Doped Fiber Amplifier and Gain Equalizer
