日本信息通信研究机构 (NICT) 2023年11月30日宣布称，以NICT光子网络研究室为中心的国际联合研究团队在利用现有光纤（与目前铺设在城市的光纤相同）的大容量传输实验中，成功实现了世界上的最大容量，即每秒301太比特（Tbit），打破了现行的世界纪录。新纪录是通过开发新的光放大器和光强度调节器开拓现有光纤未使用过的新波长，使用多个波长传输数据来实现的。
图1 多波段波分复用光纤传输图像（供图：国立研究开发法人信息通信研究机构（NICT））
在本次研究中，NICT的光子网络研究室作为国际联合研究团队成员开发了传输系统。美国贝尔实验室和英国阿斯顿大学开发了E波段用的光强度调节器，香港Amonics公司开发了E波段用的掺铋光纤放大器。
在此之前，NICT就通过充分利用参杂稀土的光纤放大器和拉曼放大方法，构建了除商用波段（C波段、L波段）外，还使用未商用S波段的光纤传输系统，并实际验证了大容量传输。
为了实现更高的传输容量以满足未来通信需求的进一步扩展，有必要开发新的波长范围，但目前为止，包括E波段在内的多波段波分复用光纤传输系统尚未实现。
此次，利用国际联合研究团队制造的针对E波段的掺铋光纤放大器和光强度调节器，NICT的光子网络研究室开发出了较现有光纤拥有全球最大波长范围的光纤传输系统。
传输系统由光纤、多个光放大器（掺铋光纤放大器、掺铥光纤放大器、掺铒光纤放大器、拉曼放大器）、收发器、光强度调节器、合波器/分波器等组成。
本次，研究团队使用结合了E波段、S波段、C波段和L波段的世界上最大的27.8太赫兹（THz）的频率带宽（波长宽度212纳米），1097个波长（E波段：315个、S波段：315个、C波段：200个、L波段：267个），成功地在51公里的距离上实现了每秒301太比特的波分复用信号传输。
信号调制采用大信息量的偏振复用QAM方式，E波段采用64QAM，S波段、C波段、L波段采用256QAM。与以往成果相比，传输容量增加了23%，频率带宽增加了41%。
本次实验结果在第49届欧洲光通信国际会议（ECOC2023）上获得了高度评价，并被评选为最佳热点论文并进行了发表。ECOC是光纤通信领域最大的国际会议之一。
今后的目标是进一步提高光纤传输系统的传输能力，并扩大波长范围。此外，还将通过充分利用多频段波分复用技术和新型光纤，为支持未来通信需求的光通信设施奠定基础。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
国际会议：ECOC 2023 最佳热点论文（Postdeadline Paper）
论文名: 301 Tb/s E, S, C+L-Band Transmission over 212 nm bandwidth with E-band Bismuth-Doped Fiber Amplifier and Gain Equalizer
