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NTT

NTT、光ファイバー1本で電力供給と10Gbpsの通信を同時実現する実証実験に成功 39

ストーリー by nagazou
成功 部門より
NTTと北見工業大学は8月29日、光ファイバーケーブル1本で14km離れた場所に1Wの電力を供給しつつ、10Gbpsの高速通信を実現する実証実験に成功したと発表した。この実験では、光ファイバーケーブルの通信速度に影響を与えずに電力供給が可能となる「マルチコア光ファイバー」を使用している(NTTリリースImpress Watch)。

このマルチコア光ファイバーは、通信用と電力供給用の2つの光信号を独立して伝搬させることができ、通信と電力供給を同時に行える特性を持っているとされる。これにより、遠隔地においても通信と電力供給が可能となる。

従来の光給電技術では、長距離での電力供給が難しく、通信速度にも影響を及ぼす問題があったが、マルチコア光ファイバーではこれらの課題を克服し、1Wの電力を14km先に供給しつつ、10Gbpsの通信速度を実現した。将来的には災害時の緊急通信や電力供給、光通信が未整備の地域での利用など、さまざまな場面での活用が期待されているとのこと。
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  • タレコミの文章だと勘違いしそうな気がしたので念のために書いておきますが、この実証実験では4コア全部に給電用の光 (1550nm) が入っています。

    また「このマルチコア光ファイバーは、通信用と電力供給用の2つの光信号を独立して伝搬させることができ、通信と電力供給を同時に行える特性を持っているとされる。」とありますが、NTTリリースに「1本の通信用光ファイバを用いて、高速かつ良好な通信品質を維持したまま10km以上先の無電源地点へ1W以上の電力を供給することに世界で初めて成功」とあり、マルチコアということを除けば特殊な光ファイバを使用したわけではないと思われます。

    また、各コアが独立して(コア間で光信号の混信を生ずることなく)使用できるため、任意のコアを給電用にも通信用にも、あるいはその双方に割り当てることができます。

    本検討では光給電量を最大とするため、4コアに波長1550nmの給電用の光源を入力しました。更に、4コアのうちの2コアを用い、各コアに波長1310nmの上りおよび下り信号を割りあてることで双方向の光通信を実現しています。

    光ファイバはシングルモード(コアが細い)とグレード・インデックス型マルチモード(コアが太い)とがありますが、長距離はほぼ全てシングルモードです。光が通るコアが細い=断面積が少ないということは量(エネルギー)がたくさん送れないということなので、だったら本数を増やせば良い、マルチコアならファイバの本数を増やさなくても給電用の光を増やせますね、ということを実証した実験、と理解しています。

    # 融着が大変そう(というか融着機の価格が怖い)

    • by Anonymous Coward

      14kmくらいはちょうどよく知らない領域なんですが、シングルモードファイバーですよね?
      そうすると超短距離みたいに感じますので、やはりコア間のクロストークとかは気にならないくらいで
      完全に独立して送れるていどなんでしょうかね。
      逆に言うと、この技術はどこが新しいんでしょうか?

      あー、信号はコアを分けるんじゃなくて同じコアで波長多重して送って、給電用は1コアあたり1/4Wなのか。
      CWDMだとはいえ、250mW以上の光パワーを送りつつ信号を別に送れるのが重要なんだろうか。

      14kmと超短距離で信号と電力供給用の2波の波長をかなり離しているから、
      しろうとには何が難しいところなのかわからないな。

      • by Anonymous Coward

        俺はほぼ全域がちょうどよく知らない領域だわ

  • 停電になっても電話機やONUが動くようになる... といいなぁ。

  • by Anonymous Coward on 2023年09月02日 7時39分 (#4521525)

    ソフトコア用とハードコア用を分離できそうだな

  • by Anonymous Coward on 2023年09月02日 8時58分 (#4521548)

    電力供給用の2つの光信号

    そんなことができるんだ。

    PoE (Power over Ethernet) はメタルの線だからできるんだと思ってた。光にエネルギーを乗せる?そんなことができるのかぁ。

    • by Anonymous Coward

      自分もそう考えていました。
      少し調べてみると、仕組みは光エネルギーを光ファイバで送って、光電池で電気に変換するみたいなことをしている様な説明がありますね。

      超高速通信と大電力伝送を可能にする光ファイバ給電技術
      https://shingi.jst.go.jp/pdf/2022/2022_uec_007.pdf [jst.go.jp]

      光ファイバで電力を送る「光給電システム」とは?
      https://businessnetwork.jp/article/3674/ [businessnetwork.jp]

    • by Anonymous Coward

      光そのものがエネルギーじゃないの?

      • 光はエネルギーだけど、光ファイバーにつながってる機器は光のエネルギーではなく電気エネルギーで動くから光を電気に変換する必要がある。
        その代表格が太陽電池だけど、ファイバーで送れる光の量では太陽電池で変換するには微弱すぎるためこの実験では「光電変換素子」というものを使っている。
        #4521561のリンク先のPDFを見ると「実用化に向けた課題」としてこの光電変換素子も挙げられてるので、まだ実用レベルではないらしい。
        変換効率とかコストとか大きさとかがハードルなんだろうな。

        --
        うじゃうじゃ
        親コメント
      • by Anonymous Coward

        太陽で布団が乾くってことは、そうなんだろうなあ。

        • by Anonymous Coward

          > 太陽で布団が乾くってことは、そうなんだろうなあ。

          違うやろ。笑

          • by Anonymous Coward

            そういえばなんで濡れた物が太陽の光で乾くんだ? 分からなくなってきた

            • by Anonymous Coward

              太陽光が地球に到達した時に変換された熱エネルギーじゃね?

              • by Anonymous Coward

                > 太陽光が地球に到達した時に変換された熱エネルギーじゃね?

                どんだけアホやねん

            • by Anonymous Coward

              濡れたものが乾くのは空気中に水分が蒸発するから。湿度や温度が影響するものであって太陽光は関係ない
              太陽光必須だと室内干しとか夜間に洗濯物を干せないだろ?

              • by Anonymous Coward

                元ネタは太陽光の輻射熱(赤外線等)のことをいっているのでは?大気を介した熱伝導と輻射熱による直接の加熱の両方で布団中の水分が気化して飛んでいくから乾くだけでしょう。

              • by Anonymous Coward

                100℃にならなくても気化する理由が知りたい小学生だった。

              • 100℃は水の蒸気圧が1気圧に達する温度なだけだぞ(小学生には無理)
                親コメント
    • by Anonymous Coward

      これは何になるんだろう?
      PoF (Power over fiber)?

      光にエネルギーはそりゃ乗るだろうけど、太陽電池とは色々違うんだろうな。
      光ファイバーは容量少ない一方損失も少なそうで良し悪し。

      • by Anonymous Coward

        km単位の通信線に電力を重畳っていうと、まるで昔の黒電話だが
        でも多分これ単体で既存のシステムに組み込むのではなく、IOWNの光電融合を支える技術の一つとして使うのではないか

        • by Anonymous Coward

          専用のファイバーが必要で両端にも光と電気を変換するデバイスの追加は必須なので、「既存のシステムに組み込む」と呼ぶには変えなきゃいけないとこが多すぎるかな。
          今回は「可能であることを実証した」だけなので、具体的な活用方法についてそれほど決まってはいないと思う。

    • by Anonymous Coward

      そんなことができるんだ、とは確かに思ったが、電源供給は1Wかぁ・・・
      スマホの充電もできない。古のPS/2コネクタが5V×275mAなので1.3Wだからそれにも満たない。
      1Wで何ができるんだろう?

      • by Anonymous Coward

        機器の稼働。
        電源が取れない位置に機器おけるから僻地や災害の現場、
        古い建造物内他色々な場所で光通信が使えるようになります。

        • by Anonymous Coward

          1Wで稼働する小型機器1個1個に光ファイバー繋げるの?
          1Wの制限があるんだから上流で1000W出して末端で1000個の機器に1Wずつ割り振るってできないよね。
          上流から1000本の光ファイバーを出して何kmも離れた末端に1個1個繋げるのか。

          • by Anonymous Coward

            接続が想定されるのは、電力線を引き込むのがコストや需要の問題で難しい場所に、光ファイバー1本につき1Wでも足りる必要最低限の機器を接続する用途なんじゃないの?
            例えばこの光ファイバーそのものの異常を検知する装置だとか、僻地とか海底とかでの観測やら研究やらのために何かの測定器を接続する時とか。

            電力のために接続する機器が1000個もあるような場所なら、普通にメタルの電力線を引いて電気を使えばいいわけだし。

      • by Anonymous Coward

        V-ONUはどう?FM無給電出力機能付きもあるし、と思ったけど5-10Wぐらいは必要かな?

        • by Anonymous Coward

          見ると5Wで大丈夫な製品もあり、もうちょっといる製品もありますね。
          電源ランプなどをなくして消費電力を削っても1Wはなかなか厳しそう。

          • by Anonymous Coward

            1本1Wなんだから複数本使えばいいのでは

            • by Anonymous Coward

              1本1Wなんだから複数本使えばいいのでは

              ウ●ーズマン理論で1200万Wも夢じゃない

      • by Anonymous Coward

        NTTのリリース見ると、14kmの伝送だから1Wなので、距離が短ければもっと上げられるみたいよ。

  • by Anonymous Coward on 2023年09月02日 15時53分 (#4521682)

    扱う情報量ないしは処理速度が多い(速い)ほど消費エネルギーは増えるけれど、10Gbpsを1Wで扱えるのか……?
    時分割多重みたいなノリで情報量減らして動かしたりするのかな?

  • by Anonymous Coward on 2023年09月02日 15時54分 (#4521684)

    PoEの用途は、監視カメラ、電話機、インターホン、無線LANのAP、なんかが主流なので、
    現時点では、10Gbpsもいらないと思う

    監視カメラも電話機も、100Mbpsも使わないでしょう
    無線LANのAPは、現時点では1Gbpsでいいとおもうが、将来高速規格が普及してくれば、10Gbps必要かもね

    • by Anonymous Coward

      どうみても将来を見据えての研究だと思うが

      • by Anonymous Coward

        実証実験の記事で「現時点の主流でないから要らない使わない」って凄いよな

        • by Anonymous Coward

          将来のことより今が大事とか言って尽く切り捨ててきたからな
          結果的に将来も今も先が見えない状態に陥ってしまった
          スラド民も先を見通さない愚か者がいっぱいいるけど

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ハッカーとクラッカーの違い。大してないと思います -- あるアレゲ

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