40Gbpsの光信号対応の超小型の4波長多重光受信チップで5G基地局を小型化

　NEDO（国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）とPETRA（技術研究組合光電子融合基盤技術研究所）とOKI（沖電気工業株式会社）は7月8日、光通信ネットワークに用いる光トランシーバー向け世界最小のTWDM-PON用光受信チップを開発した。（坂上 賢治）

次世代の通信ネットワークに用いられるミリ波は元来、既存の4G電波に比べ減衰し易く物陰の背後等に回り込み難い。回り込み難いと通信性能が悪化するため、これをカバーするべくスモールセルと呼ばれるコンパクトな基地局を設ける必要があり、その実現を達成させるためには旧4Gネットワークとの比較で約100倍のチップ密度が求められる。

そこでNEDOとPETRAとOKIは、シリコン利用による光素子技術を推し進め、5mm角以下の超小型化チップの製造を実現した。この超小型チップの4波長をさらに多重化して1波長あたり10Gbpsに。トータル40Gbpsの通信を可能にしたTWDM-PON用の光受信チップを今回開発した。

　これにより小さなスモールセル基地局であっても、4波長多重で合計40Gbpsの光信号を安定して受信できるようにした。結果、光受信モジュールの体積を従来比1／100以下に縮小させた。

さらに今後は、この光受信チップを高感度化して光送信機能も集積。5Gのスモールセル基地局装置に内蔵できる超小型かつ超低消費電力性能を持つ光トランシーバー開発にも取り組む。また併せて、今回開発した波長多重光受信チップが超小型であるという特長を活かし、光学分析などの微小センサーへの技術応用も行っていく方針を立てている。

ちなみにこのチップを5Gの通信ネットワーク上に採用できれば、スモールセル基地局装置内蔵の超小型光トランシーバーとして搭載でき、さらに波長1mm～10mmの電波周波数で30～300GHzに相当するミリ波基準も満たせる可能性も見えている。仮に実現すれば超高速・同時多数接続・低遅延の新たな通信サービスが実現する。

なおこれらの成果は、福岡での光通信国際学会「OECC2019」で、PETRAとOKIにより発表される予定となっている。＊OECCは「OptoElectronics and Communications Conference」の略。