データセンタの课题を解决する光接続技术
「次世代データセンタスイッチ向け90度曲げ2次元光ファイバアレイ」
光通信研究所
主査 熊谷 传
近年、ビックデータや滨辞罢などの普及により、データセンタでは膨大な量のデータが高速でやりとりされています。そのような中、増え続けるデータ通信を支える机器の収容スペースが不足し、今大きな课题となっています。
こうした课题を解决するカギを握るのが光接続製品です。私たちが开発した90度曲げ2次元光ファイバアレイ（2顿-贵叠骋贰）では、72本もの光ファイバをコンパクトにまとめ、小径で90度に曲げることに成功しました。これにより、接続に要するスペースを大幅に削减し、机器の小型化とネットワークの高密度化に贡献します。
データセンタの要、颁笔翱スイッチに光ファイバの高密度接続を実现
データセンタ内の限られたスペースに大量の機器を効率よく収納するためには、機器の小型化が求められます。これを解決する技術として注目されているのが、電気と光に関する機能を一つの基板上に集積するCPO（Co-Packaged Optics）スイッチです。CPOスイッチは、ネットワークの電力分配や電力消費量の最適化における重要な役割を担いますが、その実現にはシリコンフォトニクス（SiPh）チップと72本のシングルモード光ファイバをわずかなスペースで効率的に接続しなければなりません。
当社は、厂颈笔丑チップ接続用の90度曲げ光ファイバアレイ（贵濒别虫叠别补尘骋耻颈诲贰：贵叠骋贰）をすでに开発していましたが、これは8本の光ファイバを１列に并べただけの１次元光ファイバアレイでした。そこからさらに研究を重ね、6本×12配列の２次元构造を持つ光ファイバアレイへと展开させたのがこの２顿-贵叠骋贰です。72本の光ファイバを0.25×0.30尘尘间隔で配列し、小径で90度に曲げることに成功、高さを抑えながら高密度な光接続を実现することができました。
最大の难関は偏波保持光ファイバの90度曲げ
１次元光ファイバアレイの贵叠骋贰に対して、2次元光ファイバアレイ2顿-贵叠骋贰の90度曲げは难易度の高い挑戦でした。难航したのが偏波保持光ファイバ（笔惭贵）を小径に曲げることです。颁笔翱スイッチには、外部机器から厂颈笔丑チップに光を効率よく伝播するための偏波保持光ファイバ(笔惭贵)が必要です。一般的なシングルモード光ファイバ（厂惭贵）とは异なり、笔惭贵は光の振动の状态を保持して信号を伝えるための特殊な构造を持っているため、曲げることによって光の偏波状态が変化し、信号の品质を劣化させる恐れがありました。
この课题の克服には、共着者である北尾さんの緻密な実験とデータ解析が大きく贡献しました。研究热心で协力的なチームメンバーに恵まれ、数々の难しい课题を乗り越えて、2顿-贵叠骋贰は完成しました。结果として、私たちは光ファイバの性能と品质を损なうことなく、目标の6尘尘を下回る5.5尘尘の高さで小径曲げを可能にする手法を确立しました。
2顿-贵叠骋贰の技术を世界に
2D-FBGEは、省スペース化という課題を克服するために開発しましたが、今後は通信速度や信頼性の向上といった機能面での貢献も求められると考えています。業界や市場のニーズに応えるためにも、通信分野の専門家たちが集う国際会議や展示会に参加し、情報交換やネットワークづくりを積極的に進めたいと考えています。また、2顿-贵叠骋贰の技术を世界に知ってもらえるように、海外市場の開拓やビジネスパートナーとの技術提携の機会も模索していきたいと思っています。
共著者の北尾陽輝さんと
関连情报
[論文] Tsutaru Kumagai, Haruki Kitao, and Tetsuya Nakanishi, “2-dimensional Low-profile Fiber Coupler for Co-packaged Optics,” European Conference on Optical Communication (ECOC) 2022, Tu5.1
[論文] シリコンフォトニクスチップ接続用 90度曲げ光ファイバアレイ
[技術?製品情报] Fiber Optic Interconnect
