知識

マルチコア ファイバ（MCF）は、空間分割多重（SDM）と呼ばれる原理を使用して並列データ ストリームを同時に送信し、クラッドの単一ストランド内に複数の独立した光送信コアを統合した光ファイバの一種です。-今日の爆発的な AI コンピューティング能力と 6G テクノロジーの進化の加速の時代において、デジタル経済の「情報動脈」である光通信 - - は、前例のない容量の課題に直面しています。この記事では、マルチコア ファイバとは何か、その背後にある研究開発の背景、その主要な利点とアプリケーション シナリオ、現在の技術的課題、およびこの分野における Hengtong のレイアウトと将来の展望について考察し、次世代の光通信を可能にするこの重要な技術を理解するのに役立ちます。-
 

マルチコア ファイバーとは何ですか?なぜ今それが重要なのでしょうか?

マルチコア ファイバ-とは、単一のガラス クラッド内に 2 つ以上の個別のコアを含む光ファイバを指します -。通常、従来のファイバで使用されているのと同じ標準の 125 μm の外径を備えていますシングルモード ファイバー-。各コアは独立した伝送チャネルとして機能し、複数の光信号が 1 本のファイバーを同時に通過できるようにします。たとえば、4 コアの MCF は、同じ物理的設置面積内で単一コアのファイバーの約 4 倍のデータを伝送できます。-

人工知能、ビッグデータ、クラウド コンピューティングの徹底した普及と、6G テクノロジーの事前研究の加速により、データ伝送の需要は指数関数的に増加しており、従来のシングルモード ファイバーの欠点がますます顕著になってきています。-従来のシングルモード ファイバは非線形シャノン制限によって制限されており、その伝送容量は物理的な上限に近づいているため、6G 時代の EB{6}} レベルのデータ伝送と兆-レベルのデバイス接続のニーズをサポートすることが困難になっており、また、超-大規模-規模での高密度相互接続に対する厳しい需要にも応えることができません。データセンター。 NICT やアイントホーフェン工科大学などの研究機関の研究者が確認したように、光ネットワークのデータ速度は、現在の標準的なシングルモード ファイバー ネットワークの基本的な制限を超えて増加すると予想されます。-ネイチャーコミュニケーションズ、2025 年).

このような背景から、マルチコア ファイバーが容量のボトルネックを解消するためのコア ソリューションとして登場しました。{0}新しい次元 - スペース - を追加することにより、MCF は 1 本のファイバー内に並列光パスを作成します。これは、「単一レーン」から「マルチ-」へのアップグレードとしてよく説明されます。

利点と特徴: 能力以上の総合的な競争力

従来のシングルモード ファイバと比較した場合、Hengtong の MCF の主要な利点は 3 つの側面に反映されています。-

まず、容量が指数関数的に増加します。複数の独立したコアを 1 つのファイバーに統合することにより、MCF は「単一レーン」を「マルチレーン」にアップグレードすることに相当します。-ファイバーの数を増やしたり、追加のパイプラインを敷設したりすることなく、伝送容量を数倍、さらには数十倍に増やすことができ、単一ファイバーの伝送速度は Tbps レベルに達し、従来のファイバーの容量ボトルネックを完全に解消できます。-最近の研究では、この可能性がさらに確認されました。-国際研究者のチームは、標準クラッド直径の 19 コア MCF を使用して、ペタビット/秒-クラスのデータ伝送を実証しました。-

2 つ目は、低損失、高い安定性、複雑なシナリオへの適応です。Hengtong が独自に開発した MCF は、純粋なシリカコア構造と大きな有効面積設計を採用しています。 1550nmでの減衰は0.17dB/km以内に制御でき、クロストークは-50dB以下です。従来のMCFと比較して損失を20％以上削減します。同時に、高温、低温耐性、耐振動性に優れており、屋外、海底、データセンターなどのさまざまな複雑な使用環境に適応します。

3 番目に、高度な統合、高い適応性、導入コストの削減です。MCF の体積は従来のシングルモード ファイバと同等ですが、より高密度の伝送を実現できるため、スペースとコストを大幅に削減できます。{0}繊維敷設データセンターやバックボーンネットワークなど、スペース要件が厳しいシナリオに特に適しています。同時に、既存の光通信システムと互換性があり、「プラグアンドプレイ」を実現し、顧客のネットワークアップグレードのコストと運用保守のしきい値を削減します。-- MCF を標準のシングルコア機器と接続するには、特殊なファンイン/ファンアウト (FIFO) デバイスが使用されます。これにより、個々のシングルコア ファイバからの光が MCF の各コアに結合され、またその逆も同様です。

マルチコア ファイバとシングルモード ファイバ: 主な違い-

前述の利点は、主なパラメータ全体で MCF と従来のシングルモード ファイバを直接比較するとより明確になります。{0}}

MCF は、すべてのシナリオにおいてシングルモード ファイバーに代わるものではないことに注意することが重要です。{0}}多くの既存のアクセス ネットワークとメトロ ネットワークでは、従来の光ファイバー完全に適切なままです。 MCF は、容量密度 -、物理空間の単位あたりのデータ量 - が主な制約となる場合に最も説得力があります。
 

マルチコア ファイバーの主要なアプリケーション シナリオ-

MCF の利点 - は、指数関数的な容量増加、低損失、環境適応性、導入コストの削減 - により、高い容量密度と限られた物理スペースが交差するシナリオに特に適しています。-

海底ケーブルシステムこれは最も先進的な商用ユースケースを表しており、MCF の{0}}損失が少なく、海底に適応できる-特性が特に価値があります。 2023 年、Google と NEC は、台湾-フィリピン-米国（TPU）海底ケーブル システムに MCF を初めて商業展開することを発表しました。これは、2 つのコア ファイバーを使用してファイバー ストランドあたりの容量を 2 倍にします（{8}）Google クラウド ブログ）。並行して、NEC と NTT は、2024 年 3 月に 12 コア MCF を使用した大洋横断クラス 7,280 km 伝送実験をデモンストレーションし、OFC 2024 で発表しました。{{1}NECプレスリリース）。これらのマイルストーンは、長距離、大容量に対する MCF の実用的な可能性を裏付けています。--水中光ファイバーケーブルアプリケーション。

データセンターの相互接続これも、MCF の高度な統合と省スペースの利点が現実世界の制約に直接対処する、{0}}もう 1 つの優先度の高いアプリケーションです。- AI トレーニング クラスタが拡大し、ラック間の東西トラフィックが増加するにつれて、オペレータは既存の導管とトレイのスペースにより多くの帯域幅を組み込む必要があります。{4} MCF は従来のシングルモード ファイバーと同じファイバー体積で高密度伝送を実現するため、スペースに制約のある環境での機器導入のスペースとコストを大幅に削減できます。- NTT は、-データセンター間リンク内の 4 つのコア MCF{10}} に特化した構築およびメンテナンス技術を開発しました（NTT、2024 年 11 月).

バックボーンおよび長距離地上ネットワーク-次のフロンティアを表現します。トラフィック需要が導入されたシングルモード ファイバーの容量上限に近づくと、通信事業者は SDM ベースのアップグレードが必要になります-。バックボーン伝送インフラストラクチャー。 MCF は追加のパイプラインを敷設することなく容量を増加できるため、既存のバックボーン コリドーの効率的なアップグレード パスになります。
 

マルチコア ファイバーの現在の技術的課題-

MCF は、容量とコストに明確な利点があるにもかかわらず、まだ従来のファイバーに代わる普遍的なドロップイン代替品ではありません。{0}より広範に採用するには、いくつかのエンジニアリング上の課題に対処する必要があります。

-コア間クロストークこれは設計上の最も基本的な懸念事項です。複数のコアが同じクラッドを共有しているため、特に長距離では隣接するコア間で光が結合する可能性があります。ファイバーの設計者は、コアの間隔、トレンチを利用した屈折率プロファイル、最適化されたクラッドの形状を通じてこれを管理します。{2}上で述べたように、Hengtong の MCF は、純粋なシリカ コア構造と大きな実効面積設計により、-50 dB 以下のクロストークを達成しており、多くの実用的な用途に十分なレベルです。しかし、このような低クロストーク性能を大規模かつ数千キロメートルにわたって一貫して維持することは、依然として業界全体で活発な研究分野です。

ファンイン/ファンアウト{0}{1}（FIFO）デバイスMCF を標準のシングルコア機器と接続するには、{0}}大幅な進歩は見られますが、チャネルあたりの挿入損失が 1 dB 未満、クロストークが -40 dB 未満の - デバイスが利用可能になりました -。コア数が多い場合でも一貫した低コストの FIFO パフォーマンスを実現する-ことは、まだ改良の途中です。これは、MCF をネットワーク アップグレードに実用的なものにする「プラグ-アンド-」互換性を実現するための重要なコンポーネントです。

スプライシングとコネクタ接続複雑さを加えます。シングルコア ファイバとは異なり、MCF スプライシングではすべてのコアを同時に正確に回転位置合わせする必要があります。専用の融着接続機が開発されていますが、プロセスは従来のものより複雑です。ファイバーの接続とテスト.

増幅は別の課題を提示します。マルチコア エルビウム-ドープ ファイバ アンプ (MC-EDFA) は、すべてのコアを均一に増幅する必要がありますが、これは単一コアを増幅するよりも複雑です。ポンプの供給とコア間のゲインの等化は、活発な研究テーマです。

標準化進行中ですが、まだ完了していません。 ITU-T Study Group 15 は、SDM ファイバーの分類、テスト方法、展開に関する考慮事項を扱う ITU-T G.Sup.87 (2025 年 3 月) など、SDM ファイバーに関する技術補足資料を発行しました。ただし、MCF コネクタ、ケーブル、取り付け手順の統一規格はまだ開発中です。
 

Hengtong の MCF 研究開発と将来展望

Hengtong Optoelectronics は業界のトレンドを鋭く捉え、MCF の研究開発を事前に計画しました。同社の深い技術蓄積に頼って、光ファイバーとケーブルの材料この分野では、低損失や低クロストークなどの中核となる技術的問題を克服し、大有効面積の超低損失 4 コア ファイバで重要なブレークスルーを達成し、MCF の工業化に向けた強固な基盤を築きました。

今後を見据えて、Hengtong は 6G 空間分割多重技術と超低損失材料の研究開発に引き続き注力し、MCF の性能指標をさらに最適化し、4 コアを超えるコア数の増加による技術的なボトルネックを打破し、製品の高容量、低損失、幅広い適応性へのアップグレードを推進する予定です。-同社はまた、世界中の通信機器メーカー、クラウド サービス プロバイダー、通信事業者との協力を強化して、MCF の大規模な適用を世界中で促進することも目指しています。{3}}

MCF市場は今後数年間で大幅に成長すると予想されています。 Market Growth Reports の市場調査によると、世界の MCF 市場は 2025 年に約 1,690 万米ドルと評価されており、海底ケーブル、データセンター、次世代ネットワークにおける大容量光伝送の需要の急増により、今後 10 年間にわたり 34% 以上の年平均成長率で成長すると予測されています。-研究開発と工業化への継続的な投資により、Hengtong はこの急速に進化する分野への主要な貢献者になることを目指しています。 Hengtong の幅広い機能に興味のある読者は、同社の機能を調べることができます。光ケーブルの製品範囲そしてプロジェクトの成功事例.

マルチコア ファイバーに関するよくある質問-

マルチコア ファイバーとは何ですか?{0}}

マルチコア ファイバは、単一のガラス クラッド内に 2 つ以上の独立した光伝送コアを含む光ファイバです。-各コアは個別のデータ ストリームを伝送できるため、ファイバーは空間分割多重 (SDM) を使用して複数の信号を並行して送信できます。これにより、単一ファイバーの伝送速度が Tbps レベルで可能になります。-

MCF はマルチモード ファイバーとどう違うのですか?

これらは異なる概念です。マルチモード ファイバーには、複数の光の伝播モードをサポートする、より大きな直径の単一コアがあります。マルチコア ファイバーには複数の個別のコアがあり、通常、それぞれがシングル モードで動作します。-。 MCF は空間チャネル (コア) を追加することで容量を倍増しますが、マルチモード ファイバーは 1 つのコア内で異なる光モードを使用します。ファイバーの種類の詳細な比較については、こちらを参照してください。シングルモード ファイバーとマルチモード ファイバーのガイド-.

マルチコア ファイバーは既存の光ネットワークと互換性がありますか?{0}}

MCF は、ファンイン/ファンアウト (FIFO) デバイスを介して既存のシングルモード ファイバ機器と接続できます。{0}{1}{2} Hengtong の MCF は、既存の光通信システムと互換性があるように設計されており、顧客のネットワーク アップグレードの敷居を下げます。ただし、完全な統合には、特定のネットワーク アーキテクチャに応じて、特殊なスプライシング装置や修正された増幅システムも必要になる場合があります。

MCF はどこで商業的に導入されていますか?

最も注目すべき商用導入は、2 コア MCF を使用する Google/NEC 台湾-フィリピン-米国の海底ケーブル システムです。-データセンターの相互接続とバックボーン ネットワークのアップグレードがこれに続くと予想されます。同じファイバー容量でより高密度の伝送を実現できる MCF の機能は、スペースに制約のあるデータセンターや海底環境にとって特に魅力的です。{7}}

MCFの普及を妨げる主な障害は何ですか?

主な障壁としては、接続とコネクタ接続の複雑さとコスト、特殊なアンプの必要性、不完全な標準化、従来のファイバと比較した MCF コンポーネントの現在の価格プレミアムなどが挙げられます。生産規模と基準が固まるにつれて、これらの障壁は減少すると予想されます。

マルチコア ファイバーには何個のコアを含めることができますか?{0}}

研究者らは、標準的な 125 μm クラッド直径内に最大 19 個のコアを持つファイバを実証しており、さらに多くのコア数を備えた実験設計が存在します。市販の MCF は通常 2 ～ 4 コアを使用し、7 コア以上の設計が現在開発中です。- Hengtong の現在のロードマップには、4 コア設計を超えてさらに多くのコア数に向けた進歩が含まれています。-