光ファイバー技術開発の新潮流

情報化社会のインフラとして、光ファイバー通信の重要性は自明である。現在、世界の光ファイバー網は70億人以上をカバーし、世界総人口の91％を占めている。 過去20年間で、世界のモバイル・データ・トラフィックは160倍以上に増加し、そのほとんどは光ファイバー伝送によって支えられてきた。

しかし、4Gと比較すると、5Gは性能が10倍、消費電力が100倍である。つまり、1GBのデータ送信につき、5Gは4Gの1000倍の情報を消費する可能性がある。

信号伝送時の発熱により、1GBのデータを伝送するごとに、光ファイバーの実効伝送距離は約13km短くなる。つまり、光ファイバーに何も処理を施さなければ、データ量の増加とともに伝送距離は大幅に短くなる。

光ファイバーの伝送容量をいかに向上させるかが、5Gの大規模展開の鍵となっている。技術レベルでは、レーザー変調器（LPM）や直交周波数分割多重（OFDM）などの高度な変調技術を適用することで、光ファイバーの伝送効率をさらに向上させることができる。

中でもLPM技術は、データ伝送中に光ファイバの安定したパワーを維持することができ、光ファイバの伝送距離を向上させることができる。LPM技術を使用したシングルモード光ファイバーは、100キロメートル以上の伝送距離を達成できるというデータがある。 .
しかし、それぞれの変調方式の利点と限界により、上記の問題を完全に解決できる技術は今のところ存在しない。そのため、様々な技術が互いに協力し、実際のニーズに応じて最適なソリューションを選択する必要がある。
実際、技術的なアップグレードに加え、科学者たちは、光信号伝送のロスを減らすために、さまざまな新しい光ファイバー素材を継続的に開発している。例えば、アメリカのコーネル大学の研究チームは、従来のガラス光ファイバーよりも10倍以上強く、高温にも強い新しい光ファイバー素材を発見した。
中国の科学者たちは、新しいタイプの光ファイバー材料である二酸化ケイ素結晶も開発した。この材料は、超高純度、超低損失、優れた温度安定性を持ち、将来の光ファイバー材料の重要な候補のひとつと考えられている。

5Gネットワークにおける光ファイバーの要件は、短期的には効果的に満たされないかもしれないが、技術の継続的な進歩により、これらの問題は最終的に解決されるだろう。実現すれば、光ファイバーはあらゆるものをつなぐ情報ハイウェイとなり、人類社会を新たなインテリジェンス時代へとさらに推し進めるだろう。