日本NEC和NTT正在推進開發傳輸容量達到目前4倍的光纖。隨著新一代通信標準「6G」及「網際網路汽車」等技術逐步實用化，預計未來全球的通信量將會急劇增大。日本企業在新一代光纖的開發領域處於領先地位。在新一代光纖有望成為新的通信服務背後主角的情況下，美國谷歌等大型科技企業來向日本企業洽談的情況也不斷增加。

   

   

      「谷歌和美國Meta（原Facebook）對我們提出要求，希望進一步增加海底光纜的容量」，NEC的經理鹿島崇宏表示。

 

      2021年秋季，NEC與住友電氣工業等企業共同開發的海底光纜可容納32根稱為「多芯光纖（multicore）」的新一代光纖。以往的光纖都是單芯，只有一個光信號通道，而NEC等開發的新一代光纖有4根纖芯。

 

      預計每根光纖的傳輸容量將達到目前的4倍，即每秒80太比特（Terabit）左右。相同時間內的通信資訊量可增至4倍。用報紙來換算的話，每秒可傳輸的資訊量相當於約3000萬天的報紙。

 

      新一代光纖的粗細程度只有0.125毫米，和頭髮絲差不多。以前由於會和旁邊通道洩漏出來的光信號發生干擾，無法進行準確傳輸。現在通過改進通道周邊使用的玻璃材料，可防止光信號洩漏，NEC一直在以實用化為目標推進開發。預計2020年代中期推向實用化。

   

海底光纜對國際通信起到支撐作用（資料）

     

      新一代光纖將主要用於海底光纜，全球目前共有約500條，總長度達到130萬公里，可以繞地球30圈以上。海底光纜是承擔著99％國際通信的通信基礎設施的核心部分，谷歌等美國科技企業正在自行推進構建工作。在海底光纜的生産和鋪設領域，NEC掌握著3成世界份額，排名全球第二，僅次於佔有4成份額的美國SubCom。

  

      使用新一代光纖的海底光纜有望為今後被期待走向實用化的新通信服務發揮背後支撐的作用。其中一項服務就是6G，其速度被認為將達到目前的主流通信技術4G的1000倍，也相當於高速通信標準「5G」的10倍。

  

      比如，使用海外企業的網路服務或者用智慧手機與居住在外國的人相互發送視頻時，攜帶著視頻等資訊的光信號會通過海底光纜從海外傳輸到日本。然後，經由日本國內的主幹網及移動基地台等傳送到用戶的智慧手機上。6G只能提高智慧手機和基地台之間的傳輸速度。要實現高速度、大容量通信，必須提升連接日美等國家之間的海底光纜的性能。

    

      NTT為了實現使用自主光技術、被稱為「IOWN」的新一代通信平臺構想，正在討論將具備4個通道的新一代光纖推向實用化。設想2025年確立相關技術，2030年代將其引入連接東京及大阪等主要城市的主幹網和數據中心。

 

      NTT為了方便與現有的光纖置換，將設計同樣粗的新一代光纖。該公司尖端媒體部門負責人中島和秀表示「將從2025年左右開始推進國際標準化」。

 

      充分利用作為IOWN優勢的大容量和低延遲的案例之一是與網路實時連接的網際網路汽車。美國大型網路設備企業思科系統（CISCO）預測，網際網路汽車的數量今後將以每年30％的速度增長。NTT正與豐田開發面向網際網路汽車的通信平臺。瞄準自動駕駛的網際網路汽車要求毫無延遲地檢測並躲避周圍的危險，要實現這一點，新一代光纖將發揮重要作用。

 

      在網際網路汽車以外，虛擬空間「元宇宙」為了通過虛擬現實（VR）等交換更多資訊，也需要大容量通信。在普及遠端醫療上，新一代光纖也被期待做出貢獻。

 

      日本情報通信研究機構（NICT）成功使用擁有38個通道的新一代光纖，實現了每秒10拍比特（Petabit）的大容量通信實驗，是現行通信速度的500倍。通過將光纖的粗細程度增至2倍以上，可以容納下很多通道。設想在數據中心精簡光纖大幅減少條數。

 

      一直以來，光纖的性能在新一代光纖問世前就不斷提高。美國調查公司TeleGeography的數據顯示，2020年每條光纖的容量為每秒20太比特，達到20年前的30倍以上。

 

      不過，現行的光纖已經越來越難以進一步增加容量。原因是，如果進一步增加容量，通信使用的雷射會變得過強，恐怕會導致光纖溶化或無法識別信號。關於提高現行光纖性能的餘地，住友電工的光通信研究所所長齋藤達男指出「對於1000公里以上距離的數據傳輸而言，30～40太比特（現在的1.5～2倍）可能是極限」。

       日企獨佔「多芯」光纖專利世界前四

 

      據日本電子情報技術産業協會（JEITA）統計，2030年世界通信量預計增至2020年的15倍。NEC的董事西原基夫強調「為了增加世界的傳輸容量，多芯（的新一代光纖）是非常重要的技術」。

 

   

      在新一代光纖的研究開發方面，目前日本企業領先。日本負責專利事務的特許廳2018年發佈的報告顯示，關於被稱為「多芯」的新一代光纖，在全球申請的專利件數的前4家企業是藤倉（Fujikura）、住友電氣工業、NTT和古河電氣工業，均為日本企業。

 

      在著眼於實用化的驗證試驗方面，住友電工2019年在義大利鋪設了嵌入新一代光纖的長6公里的陸上電纜，屬於世界首次。2020年，通過讓光信號在電纜內迴圈，確認可在4000公里距離以最多每秒120太比特(Terabit)進行傳輸。

 

      日本以外的企業也開始推進新一代光纖的開發。中國的長飛光纖光纜（YOFC）以研究用途，提供具備多於NEC等的7條通路的新一代光纖。美國特殊玻璃大型企業康寧大量持有基於另一種方式的新一代光纖的專利。

 

      據NEC推算，2020年代世界海底光纜市場將達到3000億日元左右，擴大至2010年代的2～3倍。另一方面，美國Research Nester預測稱，5G基地台的世界市場到2028年將達到1794億美元。雖然重要度更高，但作為新一代光纖主要用途的海底光纜的市場規模小于無線通信相關市場。用於基地台的通信設備是中國華為技術等日本以外企業的「城池」，日本企業缺乏存在感。

 

      對日本企業來説，將新一代光纖的優勢應用於海底光纜以外産品等也變得重要。

 

      日本經濟新聞（中文版：日經中文網）大越優樹

   

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