KDDI Research, Inc (Saitama Fujimino-Shi에 본사를 둔; 대통령 : Hajime Nakamura; Hajime Nakamura; Haidinafter“Kddi Research”) 및 Ofs Laboratories, LLC (미국의 본사; 이하“OF”) Chiyoda-Ku, 도쿄; Hideya Moridaira;^{(주 1)}현재 광섬유와 함께 사용하기 위해 O- 밴드에서 동시에 96 THZ (1260 nm ~ 1360 nm의 파장 범위)를 사용하는 초고대 대역 광섬유 증폭기를 사용한 실험 (즉, 1530 nm ~ 1565 nm) 또는 165 NM (1565 nm) (1565 NM) (1565 NM) (1565 NM) (1565 NM) (1565 NM) (1565 NM) nm) 광학 통신에 가장 일반적으로 사용됩니다 초고대 밴드 광섬유 증폭기 (Bismuth Doped Fiber Amplifier; Highinafter BDFA)를 사용하여 코 히어 런트 조밀 한 파장 분할 멀티플렉싱 (HEALLINAFTER DWDM^{(주 2)}) 전송 실험은 40TBP를 초과하는 용량을 갖는 신호를 사용하여 성공적으로 수행되었습니다 이 실험에서 KDDI Research는 O- 대역 Coherent DWDM 전송 기술을 개발 한 반면 Ofs는 UltrawideBand BDFA를 개발했습니다
이 결과는 광섬유 통신을 데이터 센터 간의 대용량 통신에 사용할 수 있으며, 이는 종종 최대 80km의 거리에 연결됩니다 또한이 통신의 전력 소비도 표준 접근 방식에 비해 감소 될 것으로 예상됩니다

5G/6G를 넘어서, 우리는 더 많은 양의 다이버 데이터가 현재보다 네트워크를 통해 흐르고 네트워크를 지원하기 위해 광섬유 통신의 전송 용량을 더욱 확장하는 것이 필수적이라고 가정합니다 현재 광섬유 통신 시스템은 주로 C- 밴드 및 L 밴드 파장 범위를 사용하지만 광섬유 통신의 용량을 더욱 증가 시키려면 활용할 수있는 파장 대역의 수를 증가시켜야합니다
이 맥락에서 O- 대역의 사용이 주목을 받았습니다 C- 밴드 및 L- 밴드를 사용한 광 신호 전송은 파장 분산으로 인한 신호 왜곡을 보상하기 위해 헤비로드 디지털 신호 처리가 필요합니다^{(주 3)}그러나 파장 왜곡은 0에 가까운 파장 대역 인 O- 대역에 더 작은 영향을 미쳐 디지털 신호 처리의 하중을 줄이고 에너지 효율을 향상시킵니다
대조적으로, 코 히어 런트 전송 기술은 빛의 강도 외에 광학 위상을 사용하여 고속 및 대용량 통신을 가능하게합니다 그러나, 광학상은 다른 광학 신호 성분에 의해 쉽게 왜곡되며,이 효과는 제로 분산 파장에 더 가깝습니다 이 현상에 의해 생성 된 비선형 노이즈는 일반적으로 디지털 신호 처리 기술로 제거하기가 어렵 기 때문에 시스템의 전반적인 성능을 줄입니다 따라서 O- 대역에서 일관된 전송 기술을 적용하는 것은 어렵습니다

이 실험에서 KDDI Research는 O- 밴드 코 히어 런트 DWDM 전송 기술을 개발 한 반면 OFS는 초강대형 BDFA를 개발했습니다 이들 기술의 조합은 비선형 노이즈의 영향을 최소화함으로써 O- 대역에서 일관된 전송을 가능하게했다
이 실험을 통해, O- 대역 코 히어 런트 DWDM 전송 시스템은 전력 소비가 낮은 동일 또는 더 높은 광대역 및 고용량 전송을 달성 할 수 있지만 C+L 대역을 사용하는 기존 광대역 전송 장비 구성의 절반 만 사용하는 것으로 확인되었습니다

1) o 밴드 일관성 DWDM 전송 기술
O- 대역에서의 비선형 노이즈의 최소화는 각각의 다중 다중 파장 신호에 대한 광학 전송 전력을 적절하게 설정함으로써 달성되었다 이 프로세스는 평균적으로 240Gbps 이상의 높은 처리량으로 최대 190 파장 채널을 멀티 플렉스 할 가능성을 보여 주며, 송신기 측 신호 보상 및 수신자 측 파장 분산 보상의 프로세스가 생략되는 경우에도 비선형 노이즈의 영향을 최소화합니다 결과적으로 40TBP가 넘는 대량의 O- 대역 코 히어 런트 DWDM 전송이 가능해졌습니다

2) UltrawideBand BDFA (그림 1)
EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifier)와 비교하여, 즉 C- 밴드 또는 L 밴드 만 증폭 할 수있는 광섬유 증폭기의 산업 표준, BDFA는 전체 O- 밴드에 걸쳐 더 나은 노이즈 그림을 제공 할 수 있습니다 (C- 밴드와 L- 밴드와 더 넓은 것) 이 실험은 O- 대역에서 96 THZ에 걸친 Coherent DWDM 신호를 증폭시킴으로써 C+L 대역과 비슷한 초고시 대역폭을 달성 할 수 있음을 보여 주었다

O- 대역 코 히어 런트 DWDM 전송 시스템은 필요한 장비 구성을 줄이는 능력과 (그림 2), 거의 0이 분산 된 파장 밴드의 사용으로 인해 파장 분산과 관련된 디지털 신호 처리를 크게 감소시킵니다 (그림 3) 이 두 가지 특성은 총 전력 소비를 줄일 것으로 예상됩니다

장비 구성 측면에서, 2 개 이상의 광섬유 증폭기가 필요한 기존 방법과 비교하여,이 시스템은 단일 광섬유 증폭기와 동등한 에너지 소비 효율로 대규모 전송 기능을 제공 할 수 있습니다 슬림 한 디자인은 또한 공간을 절약합니다

또한 송신기 쪽의 신호 보정 및 수신기 측의 파장 분산 보상에 대한 디지털 신호 프로세스가 감소 될 수 있기 때문에 전자 회로의 스케일이 상당히 감소 될 수 있습니다 처리 시간의 감소도 지연이 줄어들 것으로 예상됩니다

Coherent DWDM 변속기 시스템은 고속 및 대용량 광섬유 전송이 가능하며 도시 연결 도시와 같은 장거리 전송 섹션에 대해 이전에 고용되었습니다 그러나 최근 몇 년 동안, 이들은 대용량 전송이 필요한 데이터 센터 사이의 단기 및 중간 거리 통신 경로에도 적용되었습니다 새로 개발 된 BDFA를 사용하면 기존 광대역 전송 구성에서 각 광학 증폭기에 필요한 파장 멀티플렉서를 설치할 필요가 없습니다 즉, 전송 라인의 전송 손실의 증가는 억제 될 수 있으며, 낮은 파장 분산 및 우수한 에너지 효율을 포함하여 O- 대역의 장점은 단거리 및 중간 곡 전송 섹션에서 활용 될 수 있습니다

우리는이 실험의 결과를 활용함으로써 기존 광 섬유의 잠재적 전송 용량을 최대화 할 수 있다고 기대합니다 앞으로 O- 대역 코 히어 런트 DWDM 전송 시스템의 실제 적용을 위해서는 다양한 기술 개발이 필요합니다 이 성과는 송신기 및 수신기, 광섬유 증폭기 및 디지털 신호 처리 알고리즘의 개발을 가속화 할 것으로 예상합니다

연구 개발 결과 중 일부는 프로젝트 JPNP20017에서 나 왔으며, 이는 일본의 NEDO (New Energy and Industrial Andustrice Development Organization)의 KDDI 연구에 전념하고 있습니다
이 결과는 후드 라인 종이로보고되었습니다^{(주 4)}1비즈니스 세그먼트 검색
이 실험은 2023 년 5 월 24 일부터 202 년 5 월 26 일까지 도쿄 큰 시력 (Koto-Ku, Tokyo)에서 개최 될“무선 일본 2023 X 무선 기술 파크 2023”의 KDDI 연구 부스에 도입 될 예정입니다