日本、革新的な光ファイバー技術でインターネット速度の世界記録を更新

日本が突破口：記録上最速のインターネット速度

世界の通信技術が驚異的な飛躍を遂げた。日本の研究者らが、これまで想像もできなかった速度でデータを伝送し、インターネット速度の世界新記録を樹立した。米サンフランシスコで開かれた第48回光ファイバー通信会議で、情報通信研究機構（NICT）が発表したこの成果では、1,120マイル（1,802キロ）の距離を隔てて、毎秒12万5,000ギガバイト（GB）を超えるデータを送信した。これは米国の平均的なインターネット速度の約400万倍で、わずか1年前に樹立された従来の世界記録の2倍を超える。

この速度のすごさを実感するために例を挙げると、インターネット・アーカイブ全体を4分足らずでダウンロードしたり、超高精細映画を数百万本同時にストリーミング再生したりできる。インターネットやクラウドコンピューティング、人工知能、世界規模の通信の将来に与える影響は計り知れない。

日本はどのようにして記録的な速度を実現したのか

この技術的偉業の鍵は、シャープペンシルより細い新開発の光ファイバーケーブルにある。標準的な光ファイバー19本分の性能を、1本のケーブルに収めた。従来の光ファイバーケーブルは、単一のコアを使い、光のパルスとしてデータを伝送する。日本のチームは、各コアが独自のデータを伝送できる19個のコアを備えたケーブルを開発した。この設計により、物理的なサイズを大きくすることなくケーブルの容量を増やせるため、世界中の既存インフラとの互換性も保たれる。

ケーブル内の19個のコアはそれぞれ、光とまったく同じように相互作用する。この特性は、長距離伝送でのデータ損失や信号の歪みを最小限に抑えるうえで重要だ。これまでの実験でも同様の速度は達成されていたが、伝送距離ははるかに短かった。今回の突破口は、1,100マイルを超える距離でもこの速度を維持したことにある。データの強度と鮮明さを保つ高度な増幅器と信号ループのシステムによって実現した。

技術革新：19コア光ファイバー

19コア光ファイバーは、工学技術の傑作だ。直径はわずか0.127ミリで、既存の単芯ケーブルの大半と同じ太さのため、現在のネットワークインフラを使って敷設できる。各コアは高速道路の車線のように機能し、膨大な量のデータを並行して伝送する。研究者らはまた、専用の増幅器と循環ループを使い、長距離伝送を再現しながら19個すべてのコアの信号を同時に増幅する高度なシステムも開発した。

受信側では、19チャンネルの受信機とデジタル処理装置が信号を整え、総データ伝送速度を算出する。その結果、標準サイズの光ファイバー通信で世界記録を達成し、容量・距離積は毎秒・キロメートル当たり1.86エクサビットと、これまでで最高となった。

なぜ重要なのか：世界的なデータ需要の急増

インターネット・アーカイブ全体を数分でダウンロードする必要がある人はほとんどいないだろう。しかし、この成果の真の意義は、世界で急速に高まるデータ需要に応える可能性にある。ストリーミングサービスやクラウドコンピューティング、人工知能、スマートシティ、そして数十億台の接続機器の普及により、世界のインターネット通信量は爆発的に増加している。業界の推計によると、データ量は毎年約50％増えており、この傾向が鈍化する兆しはない。

既存のネットワークはすでに対応に苦慮している。新たな解決策がなければ、イノベーションや接続性を制限するデジタル上のボトルネックに、近く直面する可能性がある。日本のチームの成果は、既存ケーブルのサイズを変えずに超高速の長距離光ファイバーネットワークを構築できることを示しており、実用化を大幅に容易にし、コストを抑えられる可能性がある。

比較：どれほど速いのか

この成果の規模を実感するため、次の数値と比べてみよう。

• 米国の固定ブロードバンドの平均速度は約289メガビット毎秒（Mbps）、つまり毎秒約36メガバイト。日本の新記録は毎秒12万5,000ギガバイトを超え、約400万倍の速さだ。
• インドの平均インターネット速度はさらに遅く、日本の記録は推計によっては1,600万倍の速さとなる。
• この速度なら、Netflixの全作品を1秒足らずでダウンロードできるほか、英語版ウィキペディア全体を1秒間に1万回ダウンロードできる。

ある専門家は、「1車線の道路を、同じスペースに19車線の高速道路として造り替えるようなものだ」と説明した。

速度を支える科学：技術的な壁を乗り越える

長距離にわたってこれほど高速でデータを伝送するには、光ファイバーのコアを増やすだけでは不十分だ。光信号は伝送中に弱まり、多数のコアで干渉を起こさずに信号を増幅するのは大きな課題となる。NICTのチームは、19個すべてのコアの光学特性を同一にすることでこの課題を克服した。光が同期して伝わり、データ損失を最小限に抑えられる。

実験では、伝送システムにデータ信号を21回通し、1,120マイルの全行程を再現した。データの完全性を保つため、高度な増幅技術と誤り訂正技術を用いた。さらに、複数のデータチャネルを異なる波長の光に乗せて同時に送信できる、多帯域波長分割多重（WDM）も活用し、容量をさらに増やした。

これまでの歩み

インターネットの速度は、この30年間で飛躍的に向上した。2000年代初頭、家庭向けブロードバンドの速度はキロビット毎秒、または数メガビット毎秒で測られていた。光ファイバー伝送の従来の世界記録は、2024年に記録された毎秒5万250ギガバイト（GB）だった。それ以前の記録は、毎秒数百テラビット単位だった。日本が新たに記録した毎秒1.02ペタビット（毎秒102万ギガビット）は、飛躍的な進歩だ。

そのほかの主な成果には、次のものがある。

• 英アストン大学による、63キロの距離で毎秒402テラビットの伝送
• NICTが2024年に高度な増幅技術とスペクトル整形技術を用いて達成した、50キロの距離で毎秒402テラビットの伝送

しかし、標準サイズのケーブルでこれほどの高速伝送と長距離を両立させた例はない。

将来にどのような意味を持つのか

この成果の影響は、映画のダウンロードが速くなることにとどまらない。自動運転車やリアルタイムの仮想現実、世界規模のAIシステムなどを含むポスト5G時代へと世界が向かうなか、信頼性と大容量を備えたネットワークへの需要は高まる一方だ。まったく新しいインフラを構築せずに、膨大な量のデータを長距離伝送できることは、世界の接続性を大きく変える可能性がある。

NICTのチームによると、この技術は次のような分野の基盤となり得る。

• 都市や国を越えてリアルタイムにデータを共有する必要がある自動運転車のネットワーク
• 数百万の情報源からリアルタイムでデータを処理し、世界規模で学習・稼働するAIシステム
• 数十億人の利用者に同時にサービスを提供するクラウドコンピューティング基盤
• 信号機から冷蔵庫まで、あらゆるものが接続されるスマートシティやモノのインターネット（IoT）

この技術はまだ実験段階で、商用利用も始まっていないが、既存のケーブルインフラを使って導入できるため、将来的な普及の現実味が増している。

専門家の見方と世間の反応

この分野の専門家らは、この成果を大きな前進として称賛している。技術アナリストのレン・レシュ博士は、次のように述べた。

今回の新記録となる速度なら、Netflixの全作品を1秒足らずでダウンロードできます。重要なのは速度だけではありません。世界の通信インフラを将来にわたって使えるものにすることです。

ソーシャルメディアでは、このニュースに驚嘆の声と冗談が相次いだ。これほどの速度も主にHD動画の視聴に使われるのではないかと冗談を言う人がいる一方、実現に必要な技術力に感嘆する人もいた。日本の革新が、インターネット技術で可能なことの新たな基準を打ち立てたとの見方で一致している。

課題と今後の取り組み

期待が高まる一方、この技術を世界規模で展開するには、なおいくつかの課題が残る。この記録はまだ第三者による検証を受けておらず、実環境での信頼性と費用対効果を確認するには、さらなる試験が必要だ。また、ケーブル自体は既存インフラに収まるものの、ルーターやスイッチなどネットワークのほかの部分をこの速度に対応させるには、多額の投資が必要となる。

NICTのチームは現在、通信分野での実用化を探り、業界パートナーと商用ソリューションの開発に取り組んでいる。世界のデータ伝送量が指数関数的に増え続けるなか、デジタル通信の渋滞を避けるには、こうした革新が不可欠となる。

高速インターネットをめぐる競争：世界への影響

日本の成果により、高速で信頼性の高いインターネットをめぐる世界的な競争で、日本は最先端に立った。各国がデジタル時代に必要なインフラの整備を競うなか、こうした突破口が、AIや自動運転車、次世代通信などの分野でどの国が主導権を握るかを左右する可能性がある。

今のところ、世界のほかの国々が読み込み中のまま足止めされるなか、日本は先行し、高速データ伝送で可能なことの新たな基準を打ち立てている。

要点

• 日本の研究者らがインターネット速度の世界新記録を樹立。1,120マイルの距離で毎秒12万5,000GB超を伝送した。
• 標準的なケーブルと同じ太さで既存インフラに対応する、19コア光ファイバーケーブルを使って実現した。
• 速度は米国の平均的なブロードバンドの約400万倍で、インターネット・アーカイブ全体を4分足らずでダウンロードできる。
• 高度な増幅技術、誤り訂正技術、多帯域波長分割多重などの技術革新が用いられた。
• データ需要の世界的な増加に対応する成果であり、AIや自動運転車、スマートシティなど将来の技術の基盤となる可能性がある。
• まだ実験段階だが、現在のインフラを全面的に刷新せずに、超高速の長距離ネットワークを実現できることを示した。
• 専門家らは、世界の通信を将来にわたって支えるための大きな一歩として、この成果を評価している。