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高速ディジタル単一モード光ファイバ伝送システムの研究開発

現場試験伝送路の構成

図1 現場試験伝送路の構成

モード分配雑音

図2 モード分配雑音

高速ディジタル光中継器の構成

図3 高速ディジタル光中継器の構成

単一モード光ケーブルの布設による損失増加

図4 単一モード光ケーブルの布設による損失増加

 単一モード光ファイバと半導体レーザを組み合わせれば、優れた高速ディジタル伝送システムが実現できるはずと考えられていました。単一モード光ファイバには信号を送っても損失が少なく、高速通信ができるという特徴があり、また半導体レーザは高出力で高速の変調(音声やデータなどの信号波によって搬送波を変化させること)に向いているからです。しかしそれを実現するには、単一モード光ファイバと半導体レーザの両方にについて伝送距離や伝送速度などの限界を知り、限界をもたらす原因を解明しておく必要があります。

 日本電信電話公社(現NTT)は早くから「単一モード光ファイバ伝送技術」の研究に着手し、1978年1月から電気通信研究所の構内にケーブルを布設して高速光伝送システムの実用化試験を続けました。そして1983年2月、毎秒400 メガビットの伝送システムで日本縦貫光ファイバ伝送路の構築を開始したのです。

 以下は、一連の研究開発のステップです。
 (1) 単一モード光ファイバ伝送システムの性能の限界を理論的に研究し、さまざまな伝送実験を繰り返して、損失の少ない光ファイバ布設法や高速光変調・復調の技術などを確立しました(図1)。
 (2) 半導体レーザのモード分配雑音が伝送システムの性能を決める重要な原因であることを明らかにしました(図2)。
 (3) 毎秒100~800メガビットの伝送速度と波長0.85~1.5マイクロメートルとをいろいろに組み合わせて伝送特性を精密に調べました。
 (4) 高速で高性能な特性をもつ光送信回路や光受信回路、再生中継回路(図3)の構成法を明らかにし、実用的な光中継器の設計法を確立しました。
 (5) 布設の際にかかる引っ張り力や温度変化などを考慮して、ケーブルにこぶ(マイクロベンド)が生じたり傷ついたりしないようなユニット形単一モード光ケーブル構造を考案しました。
 (6) 以上の研究成果を踏まえて毎秒400 メガビットの単一モード光ファイバ伝送システムを構築しました。
 この光伝送システムは経済的にも優れており、すでに日本列島を縦貫する高度情報通信システムとして重要な役割を果たしています。このシステムは世界各国の単一モード光ファイバ伝送システムの開発でも生かされました。また、毎秒1.6ギガビットの陸上通信網や毎秒400 メガビットの海底通信網など高性能な光伝送システムの開発に大きく寄与しています。

 これらの研究開発に当たった伊藤武さん、中川清司さん、石田之則さん(電信電話公社)の3人に1984年、電子通信学会は業績賞を贈りました。



さらに詳しく知りたい読者は「専門向け」のページもご覧ください。


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データなし

博物館等収蔵品

データなし

キーワード

単一モード光ファイバ伝送システム、モード分配雑音、高速光変復調技術、高速ディジタル光中継器、ユニット形光ケーブル構造、マイクロベンド損
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