2026年3月12日、NTTは、動作速度200GHz級と高い信頼性を両立した次世代光通信向け受光素子を世界で初めて実用レベルで実現したと発表した。将来的に、毎秒3.2テラビット級光通信の実用化への応用が期待できる成果である。
NTT、200GHz級受光素子を世界初実証
NTTは、信号速度400Gbaud（※）級の光通信に対応可能な動作速度200GHz級の受光素子を開発し、実用レベルの信頼性を持つ技術を世界で初めて実現した。
データセンタ内の光通信で利用される波長1310nm帯において、世界最高水準の受光感度を達成したという。
近年、コンピュータの並列処理や映像配信サービスの普及により、通信トラフィックは世界的に増加している。現在は100Gbaud級の送受信器を用いた毎秒800Gb級通信の導入が進んでいるが、将来的には毎秒3.2Tbps級のイーサネットが検討されている。
それを実現するためには、200Gbaud級から400Gbaud級の信号速度が求められ、それらに対応する超高速の送信器・受信器も必要となる。
しかし従来の受光素子では、高速化に伴って受光感度や長期信頼性が低下するという課題があった。
そこでNTTは、干渉型垂直入射構造、階段状の反転型構造、半導体レンズ集積技術などを組み合わせることで、このトレードオフを克服した。
さらに200℃で2000時間の高温試験を実施し、データセンタの運用温度に換算すると約50年に相当する耐久性を確認したという。
今回の研究成果は、2026年3月15日～19日に米ロサンゼルスで開催される光通信分野最大級の国際会議で、査読委員から最高評価を受けたトップスコア論文として発表される予定だ。
※Gbaud：シリアル通信で1秒間に信号状態が変化する回数を示す単位。通信速度の指標の一つで、値が大きいほど高速なデータ伝送が可能になる。光通信ではTbps級通信の実現に不可欠な技術指標とされる。
3.2Tbps時代へ期待と課題
今回の技術は、AI時代のデータセンタ通信を支える基盤としても大きな意味を持ちそうだ。通信速度が3.2Tbps級まで引き上げられれば、サーバ間のデータ転送能力が大幅に向上し、大規模AIモデルの学習や分散処理の効率化につながる可能性がある。
また、高速信号でより多くの情報を伝送できれば、同じ通信容量を実現するために必要な波長数を減らせるだろう。これにより光トランシーバの規模縮小や装置コストの低減が期待でき、データセンタ運用の効率化にも寄与すると考えられる。
一方で、実用化には課題も残るかもしれない。
400Gbaud級の信号を生成・評価できる計測環境はまだ十分に整備されていないため、装置レベルでの実装技術や量産体制の確立が不可欠になるはずだ。
光通信の高速化は発熱や消費電力の増加を伴う可能性もあるため、システム全体のエネルギー効率とのバランスを図る必要もありそうだ。
NTTは今後、グループ企業のNTTイノベーティブデバイスを通じて製品化を進める方針だ。通信需要が急増する中、こうした超高速光デバイスが次世代データセンタの標準技術へ発展するか、引き続き注目したい。
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