グローバルスタンダード最前線
IEC TC86における光ファイバ・ケーブル技術の最新動向に関して
IEC TC86(Technical Committee86:第86専門委員会)はIEC(International Electrotechnical Commission: 国際電気標準会議)において光ファイバ通信に関する国際規格制定を担う標準化組織です。ここではIEC TC86における標準化活動の概要と、特に最近の会合で議論された光ファイバ・ケーブル技術のトピックと今後の展開について紹介します。
五藤 幸弘(ごとう ゆきひろ)/菊池 雅(きくち まさし)
NTTアクセスサービスシステム研究所
IECにおける光ファイバ・ケーブル標準
IEC(International Electrotechnical Commission:国際電気標準会議)は電気技術に関するすべての分野の国際標準・企画規格を作成する組織であり、製品仕様にあたる国際規格を開発するとともに、安全性・品質の観点で標準規格適合保証を提供しています。IECでは技術分野ごとに設立されたTC(Technical Committee:専門委員会)で国際標準の内容や制定・改訂に関する具体的な議論がなされており、光通信システムにおける光製品の仕様や試験方法はTC86が所掌しています。NTTは光通信システムに関する技術開発や仕様の検討を行っており、また国際標準は設備の調達や接続仕様にも大きく関係することから、IEC TC86における標準化活動へ積極的に参画し、日本で利用している通信ネットワークや製品仕様を踏まえ、その品質や相互接続性が保証できるよう、国際標準化に向けた提案や文書審議への対応を行っています。なお、光ファイバ・ケーブル標準については公衆通信ネットワークシステムにおける要求条件の観点からITU-T(International Telecommunication Union – Telecommunication Standardization Sector)のSG(Study Group)15でも国際標準化議論がなされており、NTTは積極的に参画しています。IECでは主に光製品における調達仕様と国際標準との整合性の観点で、ITU-Tでは通信システムの相互接続性の担保と要求条件の観点で標準化の議論を進めており、お互いに密に連携しながら標準化活動を推進しています。
IECの中でTC86は“ファイバオプティクス”技術を所掌しており、主に光ファイバ・ケーブル、光コネクタや通信装置とともに用いる光ファイバシステム、モジュール、デバイスに関する標準(用語、特性とその試験法、構成方法、インタフェース等の光学的、環境的、機械的要件)を整備することを目的としています。TC86が担う技術分野を図1、TC86の組織構成を図2に示します。TC86は技術分野ごとに決定権を有する3つのSC(Sub Committee:小委員会技術分科会)を有し、光ファイバ・ケーブルを主管とするSC86A、光接続部品を主管とするSC86B、光サブシステムと能動部品を主管とするSC86Cがあります。また規格文書の具体的議論を行う13のWG(Working Group:作業部会)を有します。それぞれのWGにおいて、担当する技術分野における標準の新規制定や改訂の提案や文書の作成を実施し、文書の発行や検討計画を各SCで決定します。


マルチコア光ファイバに関する標準化の動向
IEC TC86が所掌するファイバオプティクス分野では、特にデータセンタにおける光ファイバ・ケーブル需要の急速な増加などを背景として、マルチコア光ファイバやその接続部品に関する標準化議論が活発化しています。光ファイバ・ケーブルの標準化を担当するSC86Aでは、マルチコア光ファイバの幾何学パラメータおよびクロストークの測定方法の標準化に関する提案・審議が進められています。
図3に従来の光ファイバとマルチコア光ファイバの構造例、ならびに構造パラメータの例を示します。従来の光ファイバは、1本のガラスの中心にコアと呼ばれる光の通り道が配置されています。マルチコア光ファイバは従来の光ファイバと同じ細さの断面内に2個や4個など複数のコアを持つことで、光ファイバを敷設・設置するスペースを増やすことなく、光ファイバ1本当りの通信容量の増加を可能とします。しかし、その普及と実用化を進めるためには、伝送性能を正しく評価するための測定方法の標準化が不可欠です。特に、コアの位置や間隔などを評価する幾何学パラメータ測定法と、コア間で信号が漏れ合う現象を評価するクロストーク測定法は、従来の光ファイバでは必要とされなかった新しい技術領域です。それだけに、業界全体で共通の基準を持つことが、適切な品質管理や製品間互換性の確保に直結します。
まず、幾何学パラメータ測定法は、複数のコアが正確な位置・間隔・形状で配置されているかを確認するための基本となる評価手法です。従来の光ファイバでは、コア径やクラッド径といった単純な寸法を測定すれば良かったのに対し、マルチコアでは各コアの位置ずれや、コア間での間隔のばらつきが性能に大きく影響します。そのため、どのパラメータを測定対象とするのか、どの精度で測るのか、どの条件で測定を行うのかといった点について、共通の測定手順・基準を業界で統一する必要があります。標準化された測定法が確立されれば、メーカごとの測定結果の差を最小化でき、装置メーカや通信事業者は信頼性の高い製品選定が可能になります。
次に、クロストーク測定法はマルチコア光ファイバ特有の課題であるコア間干渉を定量的に評価するための手法です。図4にクロストークのイメージを示します。コアを伝搬する光が他のコアに漏れ込むことで信号品質が低下するクロストークは、従来の光ファイバには存在しなかった性能指標であり、測定方法自体が新たに確立されなければなりません。測定する波長帯、入力条件、測定距離、評価方法(時間領域・周波数領域)などを共通化しないと、メーカごとに異なる基準で数値が算出されてしまい、性能比較が困難になります。標準化されたクロストーク測定法は、ファイバの品質を適切に保証するだけでなく、マルチコア光ファイバ対応の通信装置との整合性を取るうえでも重要な役割を果たします。
このように、マルチコア光ファイバの性能を正しく理解し、産業界全体で信頼性の高い製品を提供するためには、幾何学パラメータ測定法とクロストーク測定法という2つの新しい評価技術を国際的に標準化していくことが欠かせません。測定方法が共通化されれば、製品の互換性が高まり、研究・開発・製造・運用のすべての段階で効率が向上し、将来の大容量通信インフラを支える基盤技術としてマルチコア光ファイバが安定して普及していくことが期待されます。


マルチコア光ファイバ標準化に関する日本の役割
日本はマルチコア光ファイバ技術の研究開発と標準化の双方において、国際的にリーダーシップを発揮しています。国内の大学・研究機関・企業が早い段階からマルチコア光ファイバの基礎研究と応用技術の開発に取り組んできたことにより、コア配置設計・伝送実験・測定技術などの幅広い分野でも世界を先導する成果が蓄積されています。こうした技術的な強みは、国際会議や学会を通じて広く発信され、高い評価を受けています。その結果、国際標準化における議論の方向性そのものに影響を与える役割を担っています。
学術界と産業界が連携し、理論・実験・製品化のすべてを一体的に前進させていることは、日本の特徴的な強みといえます。このような背景から、日本はマルチコア光ファイバの性能評価を支える測定法の確立と標準化において、技術面でも制度面でも中心的な役割を担い続けています。今後も、国際社会と連携しながら研究開発と標準化活動を積極的に推進することで、次世代大容量通信インフラの実現に貢献していきます。
