NTTは2023年8月29日、1本の光ファイバーを用いて、高速通信を維持しつつ、10km以上先へ1W以上の電力を給電できる技術の実証に成功したと発表した。

「1本の光ファイバーを用いて、電源のないあらゆる場所に電力を供給できる。災害時における光通信装置への電力供給だけではなく、将来的には電化が難しいエリアでも活用していきたい」とNTT アクセスサービスシステム研究所 アクセス設備プロジェクトの和田雅樹氏は語った。

今回の実証成果の概要

光ファイバーでは、通信用と給電用の光信号を同時に送信することが可能だ。しかし、従来技術では、出力を上げるとガラスの分子の振動が激しくなって光がより散乱し、遠方へ高強度の光信号を送信することが困難との課題があったという。

NTTが今回、北見工業大学と共同で行った実証では、マルチコア光ファイバーを使うことで、この課題を解消した。使用したマルチコア光ファイバーは、一般的な光ファイバーと同じ太さのガラス内に、4つのコアを備えている。このため1本で4倍の信号を送れ、光ファイバー1本あたりの給電能力を向上させた。

実証では、10Gbpsでの通信を行いながら、14km先に1Wの電力を供給することに成功。光給電能力と光伝送能力の2つの指標で世界最高性能を達成したという。

今回実証に使ったマルチコア光ファイバーの概要

NTTでは、具体的なユースケースの1つとして、10G SPF+光モジュールへの給電を挙げている。災害などで電源確保が難しくなった場合、緊急対応として光ファイバーで電力供給を行い、光通信を維持する。

また、将来的には河川や山間部などの非電化エリア、強電磁界・腐食などにより電化が困難なエリアへの平時における給電にも活用したい考え。1Wで動くデバイスとしては、小型のIoTセンサーや小型カメラなどがある。

マルチコア光ファイバーによる給電のユースケース例

1本のケーブルで通信と電力を同時に送信する方法は他にもあるが、光ファイバーの一番のポイントは長尺敷設に適している点だという。

一方、課題の1つは、マルチコア光ファイバーのコストだ。4つのコアを備えているため、通常の光ファイバーの4倍以下であればコストメリットが得られるが、現状はそこまで低価格化していない。

今回ユースケースとして示した災害時の緊急対応や未電化エリアのIoTデバイスへの給電などの用途開拓により量産化を進めていく中で、「コストが下がっていくことを期待している」と和田氏は述べた。