FTTH（fiber to the home）サービスが始まり，光ファイバ通信が身近になってきた。光ファイバは高速に通信できるというイメージはあるが，その具体的なポテンシャルはどれほどなのだろうか。

　ディジタル通信の最大容量には理論的な限界があって，使える周波数の範囲（帯域）でおおむね上限が決まる。この理論はシャノンの定理と呼ばれ，一般的な通信システムに当てはめると，帯域のだいたい7～10倍が理論限界になる。

　実際の光ファイバ通信で使われているレーザーの波長は，1300nm（ナノメートル；1000nm＝1ミクロン）付近と1550nm付近の2種類だけである。さらに長距離通信になると，後者のうち1530n～1562nm（Cバンド）と1570n～1602nm（Lバンド）という二つの範囲の光しか使っていない。光全体から見ればほんのちょっと。しかしその帯域は桁違いに広い。

　Cバンドの帯域は4T（テラ＝1000ギガ）Hz。シャノンの定理を当てはめると，Cバンドだけで40Tビット/秒のポテンシャルがある計算になる。また，米国のベル研究所が2001年6月に公開した試算によると，現行技術の延長線上で100Tビット/秒まで伝送できるという。

　ちなみに電話線に使われるツイストペア線の帯域は数km伝送するときで1.5MHz程度。シャノンの定理に当てはめると10M～15Mビット/秒が理論限界になる。技術的な難しさを考えると，ADSLが実現する8Mビット/秒はかなりいいセンといえる。

　もっとも，人類は光ファイバのポテンシャルをまだまだ引き出せていない。「一つの波長の光で送る技術では実験レベルで1.28Tビット/秒が現状の最高値。実用レベルでは40Gビット/秒の製品化がようやく始まったところ」（NTT未来ねっと研究所の川西悟基グループリーダ）。理論限界に近い速度を引き出せる銅線の通信技術に比べると，光ファイバ通信の技術はまだ発展途上といえる。

　そうした理由もあって現在，長距離・大容量通信では，少しずつ波長が異なるたくさんの光にそれぞれデータを載せて通信する「DWDM」（dence wavelength division multiplexing＝高密度波長分割多重）が主流になっている。最新のDWDM装置は，CバンドとLバンドにそれぞれ80波ずつ，合計160波を詰め込む。このそれぞれに10Gビット/秒の信号を載せてトータル1.6Tビット/秒の伝送能力を叩き出す。また，研究レベルでは，273の波それぞれに40Gビット/秒を載せ，10.9Tビット/秒を実現するDWDM装置も登場している。

＜日経NETWORK8月号では，光ファイバ通信の最高速度について，理論的な限界値と製品・研究レベルの最新動向を掲載しています。ぜひ，ご覧下さい＞

関連リンク
・ベル研究所は光ファイバ通信の理論上の最大速度を試算した