도쿄, 4년 2023월 XNUMX일 – (JCN 뉴스와이어) – Fujitsu Limited와 KDDI Research는 설치된 광섬유를 사용하여 대용량 다중 대역 파장 다중화 전송 기술을 성공적으로 개발했다고 오늘 발표했습니다.
양사는 일괄 파장변환 및 다중대역 증폭 기술을 이용해 중·장거리 상용 광통신에 활용되지 않았던 C 대역 이외의 파장 대역 전송이 가능하게 하는 기술을 개발했다. 이 기술로 도입된 광섬유 통신망은 현재 상용 광전송 기술보다 파장다중도가 5.2배에 달하는 파장전송이 가능하다. 이를 통해 설치된 광섬유 시설을 사용하여 비용 효율적이고 노동 효율적인 방식으로 통신 트래픽을 늘릴 수 있습니다. 이 기술을 사용하면 설치가 어려운 도시 지역과 인구 밀집 주거 지역에서 전송 용량 확장이 더 쉬워지고, 서비스 시작에 소요되는 시간을 대폭 단축하고 비용을 절감할 수 있는 잠재력을 제공합니다.
이번 개발은 '포스트 5G 인프라 강화 연구개발사업'의 일환으로 진행됐다.1) 정보 통신 시스템”(2) 일본의 신에너지 및 산업기술개발기구(NEDO)의 의뢰를 받았습니다.
IoT, 인공지능(AI), 빅데이터 분석을 활용한 서비스에 대한 수요가 증가하는 가운데 NEDO는 Post-5G 정보통신 시스템 핵심 기술 개발을 통해 일본 Post-5G 정보통신 시스템 개발 및 제조 기반을 강화하는 것을 목표로 하고 있습니다. . 이러한 노력의 일환으로 Fujitsu와 KDDI Research는 2020년 2023월부터 5년 1,530월까지 Post-1,565G 광 네트워크 성능을 향상시키는 프로젝트에 참여했습니다. 기존의 상용 광섬유 통신망은 빛이 광섬유의 중심만을 통과하는 단일모드 광섬유를 사용하며, C밴드(파장대역 : XNUMXnm~XNUMXnm)를 사용한다.3)을 광 네트워크의 신호 전송 대역으로 사용합니다. 그러나 통신 트래픽 양이 증가함에 따라 C 대역만으로는 전송 용량이 부족할 것으로 예상된다. 양사는 광섬유당 전송용량을 높이기 위해 C밴드에서 L밴드(1,565nm~1,625nm), S밴드(1,460nm~1,530nm), U밴드(1,625nm)로 사용되는 파장대역을 늘리는 것을 목표로 했다. nm ~ 1,675nm), O 밴드(1,260nm ~ 1,360nm)를 다중 대역으로 만드는 것을 목표로 합니다.
프로젝트 결과
프로젝트의 일환으로 Fujitsu는 다중대역 전송에서 전송 성능 저하 요인을 설명하는 시뮬레이션 모델을 구축하여 다중대역 파장 다중화 시스템의 전송 설계를 가능하게 했습니다. 시뮬레이션 모델에는 상용 광섬유 특성 측정 결과와 통합 파장변환기/다중대역 증폭기의 실험 시스템 검증을 통해 추출된 전송 매개변수가 반영되어 있다. Fujitsu는 이 모델을 사용하여 실제 측정의 오차를 1dB 이내로 줄이는 고정밀 시뮬레이션을 실현했으며, 대역 간 상호 작용과 전송 성능 저하를 고려할 수 있었습니다. KDDI리서치의 연구로 기존 C밴드보다 XNUMX배의 주파수 대역폭을 O밴드에서 활용할 수 있게 됐다.4) ) 전염. 양사는 두 기술을 결합해 기존 광섬유를 활용한 실제 전송 실험을 진행해 O, S, C, L, U 대역에서 다중대역 파장 다중 전송(전송 거리 45km)을 시연해(그림 2) 파장 전송이 우수함을 입증했다. 기존 C 대역 전용 전송의 파장 다중도의 5.2배로 가능합니다. 양사는 이번 시뮬레이션에서도 S, C, L, U 대역에서 다중대역 파장 다중화 전송(전송거리 560㎞)도 확인했다.
주요 연구 결과를 설명하면 다음과 같습니다.
1. 다중대역 밀집파장분할다중화(DWDM) 전송기술 확립
C 대역의 전송 시스템에 대한 기존 설계에서는 상수로 취급할 수 있는 매개변수들이 실무상 문제가 되지 않으나, S 대역 + C 대역 + L 대역 + U 대역을 통한 다중 대역 전송의 경우 파장 대역 간 전송 성능은 무시할 수 없으며, 파장 의존성을 고려한 설계가 필요합니다. 예를 들어, 전송선로에 입력되는 광전력이 증가하고, 전송 거리가 길어질수록 비선형 열화 요인이 더욱 두드러져 전송 성능을 제한하게 된다. 특히, 자극된 라만 산란(5), 교차 위상 변조(6) 및 XNUMX파 혼합(7)은 빛과 여러 파장의 상호 작용으로 인해 높은 파장 다중도에서 두드러지며 이는 다중 대역 파장 다중화 시스템의 전송 성능에 큰 영향을 미칩니다.
이 프로젝트에서 Fujitsu와 KDDI Research는 서로 다른 대역 간의 상호 작용과 전송 성능 저하 요인을 고려한 시뮬레이션 모델을 구축하여 다중 대역 파장 다중화 시스템의 설계 방법을 확립했습니다. 또한, S대역과 U대역의 WDM(wavelength Division Multiplexing) 광신호는 각각 C대역과 L대역의 광신호를 전광신호처리 기술로 생성하므로 전용 송신기와 수신기를 사용할 필요가 없다. S 밴드와 U 밴드. 이들 기술의 집약으로 빛의 위상을 활용하는 코히런트(Coherent) 전송 기술을 이용해 S밴드+C밴드+L밴드+U밴드에서 DWDM 전송이 가능해 고속, 고용량 통신이 가능해졌다.
2. O 대역에서 Coherent DWDM 전송 기술 확립
전통적으로 코히어런트 전송 기술은 다른 광신호 성분의 영향으로 O밴드 전송 신호를 왜곡하는 경향이 있다. 또한, O-대역에서 자주 발생하는 비선형 잡음은 일반적으로 디지털 신호 처리 기술로 제거하기 어렵기 때문에 전체 시스템 성능이 저하됩니다. 결과적으로 O 대역에 일관성 있는 전송 기술을 적용하는 것이 어려웠습니다. 조밀하게 다중화된 각 파장 신호에 대해 전송 광전력을 적절하게 설정함으로써 O 대역의 비선형 잡음을 최소화할 수 있습니다. 이 접근 방식은 송신기 측의 신호 보상 및 수신기 측의 파장 분산 보상 프로세스를 생략하더라도 비선형 잡음의 영향을 최소화하고 O 대역에서 9.6THz 이상의 일관된 DWDM 전송을 달성합니다. 분산이 XNUMX에 가까운 파장 대역인 O 밴드는 파장 분산의 영향을 덜 받습니다(8) 디지털 신호 처리에 대한 부하를 줄이고 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있습니다.
[1] 5G 이후 :5세대 이동통신시스템(5G)의 초저지연과 다중동시접속 기능을 강화한 이동통신 시스템이다.
[2] 프로젝트 :사업명(JPNP20017) : Post-5G 정보통신시스템 강화 인프라 연구개발사업 (신에너지산업기술개발기구(NEDO)의 위탁).
[3] C밴드 :기존 밴드 약어입니다. 광통신에 사용되는 1530~1565 nm 파장 대역을 말합니다.
[4] DWDM :Dense Wavelength Division Multiplexing의 약자로 서로 다른 파장의 여러 광신호를 단일 광선으로 다중화하여 전송 밀도를 높이는 WDM(Wavelength Division Multiplexing) 기술의 파장을 조밀하게 다중화하는 방법입니다.
[5] 자극된 라만 산란:광섬유를 통해 전파되는 강한 광신호(펌프광)가 광섬유의 유리재료에 있는 분자를 여기시켜 새로운 빛(스토크스광)을 발생시키는 현상. 이 스톡스 광은 펌프 광보다 주파수가 낮고 동일한 방향으로 전파됩니다. 유도 라만 산란은 일반적으로 고출력 광 신호 전송에서 잡음을 유발하고 통신 품질에 영향을 미칩니다.
[6] 교차 위상 변조:광섬유에서 전파되는 여러 개의 광 신호는 서로 영향을 미치며 각 신호의 위상을 변경합니다. 구체적으로, 하나의 광 신호(광 펄스)의 강도가 변경되면 동일한 광섬유에서 전파되는 다른 광 신호의 위상이 변경됩니다. 이러한 위상 변조는 광섬유의 비선형성으로 인해 발생합니다. 교차 위상 변조는 DWDM 시스템과 같이 여러 광 신호가 동시에 전파되는 시스템에서 신호 왜곡 및 간섭을 일으킬 수 있습니다.
[7] XNUMX파 혼합:광섬유에서 전파되는 다중 광파는 상호 작용하여 새로운 광파를 생성합니다. 이 새로운 광파는 원래의 광파와 동일한 속도와 방향으로 전파되지만, 그 주파수는 원래의 광파의 주파수 조합에 의해 결정됩니다. XNUMX파장 혼합은 특히 고전력 광 신호 또는 밀접하게 배치된 광 신호(예: DWDM)가 있는 경우 광섬유 비선형성으로 인해 발생합니다. 이로 인해 신호 왜곡 및 간섭이 발생하여 광통신 시스템의 성능에 영향을 줄 수 있습니다.
[8] 파장 분산:광섬유를 통해 전파되는 광파의 속도가 파장에 따라 달라지는 현상. Fujitsu 정보
Fujitsu의 목표는 혁신을 통해 사회의 신뢰를 구축하여 세상을 보다 지속 가능하게 만드는 것입니다. 100개 이상의 국가에서 고객이 선택한 디지털 혁신 파트너로서 124,000명의 직원이 인류가 직면한 가장 큰 문제를 해결하기 위해 노력하고 있습니다. 당사의 다양한 서비스 및 솔루션은 컴퓨팅, 네트워크, AI, 데이터 및 보안, 융합 기술의 6702가지 핵심 기술을 기반으로 하며, 지속 가능성 혁신을 제공하기 위해 함께 제공합니다. Fujitsu Limited(TSE:3.7)는 28년 31월 2023일 마감된 회계연도에 XNUMX조 XNUMX억 엔(미화 XNUMX억 달러)의 연결 매출을 보고했으며 시장 점유율 기준으로 일본 최고의 디지털 서비스 회사로 남아 있습니다. 더 찾아 봐: www.fujitsu.com.
KDDI리서치 소개
KDDI 그룹의 연구 개발 활동의 핵심인 KDDI Research는 다양한 사회 문제를 해결하는 동시에 새로운 라이프 스타일을 창조하는 것을 목표로 첨단 기술 연구소와 KDDI 연구 아틀리에라는 두 기지에서 연구 활동을 추진하고 있습니다. 앞으로도 통신기업 연구소로서 새로운 가치 창출을 통해 풍요로운 사회, 사람 친화적인 사회를 만들기 위한 도전을 이어가겠습니다. 더 찾아 봐: https://www.kddi-research.jp/english/.
연락처 언론 :
Fujitsu Limited
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(주)케이디디리서치
KDDI리서치 홍보그룹
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