NTT Technical Review · April 2026
A High-capacity, Energy-efficient Photonics-electronics Converged Switch with PEC-2
Original abstract: In IOWN (Innovative Optical and Wireless Network) 2.0, the practical deployment of a photonics-electronics convergence (PEC) device is being pursued as a key PEC technology capable of dramatically reducing power consumption of the computing interconnect. This article first reviews the evolution of PEC technologies to date then explains the technical details of PEC-2, which is under development for application in the computing domain. This article also introduces a PEC switch equipped with PEC-2, which is being developed for use as a computing interconnect, along with its application at Expo 2025 Osaka, Kansai, Japan. Finally, future prospects toward commercialization are discussed.
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Simplified Summary / Resumen Simplificado / 簡易解説
Introduction
Imagina que tu ciudad tiene autopistas increíblemente rápidas para coches, pero en cuanto los vehículos entran a los barrios residenciales, todo se convierte en callejones estrechos y lentos. Algo muy parecido ocurre dentro de los centros de datos modernos: la luz viaja a gran velocidad por cables ópticos entre ciudades, pero cuando los datos llegan a los servidores, tienen que convertirse en señales eléctricas, que son más lentas y consumen mucha más energía. Este artículo habla de una tecnología que está cerrando esa brecha.
La empresa japonesa NTT está desarrollando algo llamado 'convergencia fotónica-electrónica', o PEC por sus siglas en inglés, que básicamente fusiona lo mejor de dos mundos: la velocidad y eficiencia de la luz con la inteligencia de los circuitos electrónicos. Su segunda generación, PEC-2, está diseñada específicamente para el interior de los centros de datos, donde las inteligencias artificiales y los sistemas de cómputo masivo necesitan intercambiar cantidades enormes de información sin disparar el consumo eléctrico.
Esto no es un tema abstracto: el auge de la inteligencia artificial está haciendo que los centros de datos consuman cada vez más electricidad a nivel global. Encontrar maneras de hacer ese intercambio de datos más eficiente es urgente, tanto para las empresas como para el planeta. PEC-2 es una de las apuestas tecnológicas más concretas para lograrlo.
Key Concepts
Señal óptica vs. señal eléctrica
Una señal eléctrica mueve información usando electrones, como el agua en una manguera. Una señal óptica usa pulsos de luz, como una linterna que parpadea en clave Morse. La luz viaja más lejos con menos pérdida de energía.
Transceptor óptico
Es el dispositivo que actúa como 'traductor' entre el mundo eléctrico y el óptico: convierte señales eléctricas en luz para enviarlas, y luz en señales eléctricas cuando las recibe.
Convergencia fotónica-electrónica (PEC)
Es la tecnología que integra circuitos eléctricos y circuitos de luz en un solo chip compacto, como si combinaras una radio y un teléfono en un único aparato muy eficiente.
IOWN
Es la visión de red del futuro propuesta por NTT: una red 'Óptica e Inalámbrica Innovadora' que promete ser mucho más rápida y eficiente energéticamente que las redes actuales.
Cómputo desagregado
En lugar de meter todos los componentes de una computadora en una sola caja, este enfoque los separa y los conecta mediante enlaces ópticos ultrarrápidos, como si armaras una computadora con piezas de Lego conectadas por cables de luz.
Interconexión de cómputo
Son los 'caminos' por los que viajan los datos entre procesadores, servidores y memorias dentro de un centro de datos. Mejorar estas rutas es clave para ganar velocidad y ahorrar energía.
What to Expect in the Full Article
El artículo técnico original te llevará a través de la historia y evolución de la tecnología PEC de NTT, explicando con detalle cómo funciona PEC-2 y por qué representa un salto importante respecto a la generación anterior. También describe un interruptor (switch) experimental equipado con PEC-2 que ya fue probado en la Exposición Universal de Osaka 2025, y cierra con una mirada hacia el futuro comercial de esta tecnología. Aunque usa vocabulario especializado, ahora que tienes el contexto de qué problema resuelve y cómo lo hace, estarás mucho mejor preparado para seguir el hilo de sus argumentos.
Disclaimer (🇪🇸): Este sitio es un proyecto independiente de divulgación educativa. Los resúmenes son generados por IA a partir de artículos de NTT Technical Review. No está afiliado a NTT. El objetivo es facilitar el entendimiento previo a la lectura del artículo original.
Introduction
Think about how water moves through pipes. In a city, wide main pipes carry huge volumes of water efficiently over long distances. But as those pipes get smaller and wind through individual buildings, pressure drops and things slow down. Something strikingly similar happens with data in the modern internet: information travels beautifully through fiber-optic cables as pulses of light across continents — but the moment it arrives at a server, it gets converted into electrical signals, which are slower, shorter-range, and surprisingly power-hungry. This article is about a technology designed to push light deeper into the heart of computing, so that transition happens as rarely as possible.
NTT, Japan's telecommunications giant, is developing what they call 'photonics-electronics convergence' (PEC) — essentially a chip that elegantly marries light-based communication with electronic processing on a single platform. Their latest generation, PEC-2, is built specifically for the demanding environment inside data centers, where artificial intelligence systems and massive computational workloads require enormous amounts of data to move between machines at blazing speed. The goal: do all of that while dramatically cutting energy use.
This matters enormously right now. The AI boom is causing global data center electricity consumption to skyrocket, and that trend shows no signs of slowing. Finding smarter ways to move data inside these facilities — not just between cities — is one of the most pressing engineering challenges of our time. PEC-2 represents one of the most concrete and technically sophisticated answers being developed anywhere in the world.
Key Concepts
Optical signal
Information encoded as pulses of light, much like a lighthouse flashing a message in Morse code. Light travels extremely far with very little energy loss compared to electrical signals.
Optical transceiver
The device that acts as a translator between the electrical and optical worlds — it converts electrical signals into light for sending, and light back into electrical signals upon receiving. Every fiber-optic connection needs one at each end.
Photonics-electronics convergence (PEC)
A technology that fuses light-carrying circuits and electronic processing circuits onto a single compact chip — like combining a translator and a calculator into one ultra-efficient device.
IOWN (Innovative Optical and Wireless Network)
NTT's vision for the next generation of network infrastructure — a system that uses light far more extensively than today's networks to achieve much higher speeds and dramatically lower power consumption.
Disaggregated computing
Instead of cramming all computing components (processors, memory, storage) into one box, this approach separates them and reconnects them with ultra-fast optical links — like building with Lego bricks connected by beams of light instead of wires.
Computing interconnect
The communication 'highways' that carry data between processors, memory, and servers inside a data center. Making these faster and more energy-efficient is crucial to keeping up with AI's insatiable appetite for data.
What to Expect in the Full Article
The full technical article walks you through the entire journey of NTT's PEC technology — from its origins in long-distance fiber-optic communications all the way to its current application inside data centers. You'll get a detailed look at how PEC-2 works and what makes it a meaningful leap forward from the first generation. The authors also describe a real working switch built with PEC-2 that was demonstrated live at Expo 2025 in Osaka, Japan — a striking example of cutting-edge research meeting the public stage. The article closes with a candid look at the road to commercialization. It uses technical language, but now that you understand the core problem it's solving and the basic approach, you'll find it much easier to follow the authors' thinking.
Disclaimer (🇺🇸): This site is an independent educational project. Summaries are AI-generated from NTT Technical Review articles. Not affiliated with NTT. The goal is to aid understanding before reading the original article.
Introduction
光ファイバーケーブルの中を光が走る姿を想像してみてください。大陸をまたいで、ほぼ損失なく、信じられないほど速いスピードで情報を届けます。ところが、その光がデータセンターのサーバーに到着した瞬間、電気信号に変換されなければなりません。電気信号は光に比べて速度が遅く、距離が長くなるほど消費電力が急増します。この「光と電気の境界線」をできる限りコンピュータの内部深くまで押し込もうとする技術、それがこの記事のテーマです。
NTTが開発しているのは「フォトニクス・エレクトロニクス融合（PEC）」と呼ばれる技術です。光を扱う回路と電子回路を一枚のチップに統合することで、これまでよりはるかに省エネかつ高速な通信を実現しようとしています。その第2世代にあたる「PEC-2」は、AIの学習や大規模データ処理が行われるデータセンターの内部、つまりサーバー間やラック間の通信を光で置き換えることを目的として開発されています。
これは決して遠い未来の話ではありません。AIの急速な普及により、世界中のデータセンターの電力消費量は加速度的に増加しています。その中でも、データを運ぶ「通信」部分のエネルギー消費は特に深刻な課題になっています。PEC-2は、その問題に対する具体的かつ先進的な解決策の一つとして、世界から注目を集めています。
Key Concepts
光信号と電気信号
電気信号は電子を使って情報を運びます（水道管の水のようなもの）。一方、光信号は光のパルスで情報を伝えます（懐中電灯のモールス信号のようなイメージ）。光は長距離でもエネルギーをほとんど失いません。
光トランシーバー
電気信号と光信号を相互に変換する「通訳装置」のこと。光ファイバー通信では、送信側と受信側の両端にこの装置が必要です。
フォトニクス・エレクトロニクス融合（PEC）
光回路と電子回路を一つのチップに統合する技術。翻訳機と計算機を一つの超高効率デバイスにまとめるようなイメージです。これにより小型化・省電力化が実現します。
IOWN（革新的光ネットワーク）
NTTが提唱する次世代ネットワークの構想。光を今よりはるかに広範囲に活用することで、現在のネットワークよりも大幅に高速・省電力な通信基盤を目指しています。
分解型コンピューティング（Disaggregated Computing）
CPUやメモリ、ストレージなどのコンポーネントを一つの筐体に詰め込むのではなく、それぞれを分離して超高速の光回線で接続する設計思想。まるでレゴブロックを光の糸でつなぐようなイメージです。
コンピューティングインターコネクト
データセンター内で、プロセッサ・メモリ・サーバー間を結ぶデータの「高速道路」のこと。この経路を高速かつ省エネにすることが、AI時代の計算性能向上の鍵を握っています。
What to Expect in the Full Article
本技術論文では、NTTのPEC技術がどのように誕生し、長距離通信向けから計算機内部の通信へとどのように進化してきたかが丁寧に解説されています。PEC-2の技術的な仕組みや、第1世代からの改善点についても具体的に説明されています。また、PEC-2を搭載したスイッチの実機が2025年大阪・関西万博で実際に展示・運用された様子も紹介されており、研究室の技術が現実の場でどのように活かされるかを感じることができます。記事の後半では商用化に向けた今後の展望も語られています。専門用語は多く登場しますが、ここで基本的な概念と課題の背景を理解した今なら、著者たちの論点をずっとスムーズに追いかけられるはずです。
Disclaimer (🇯🇵): このサイトは独立した教育目的のプロジェクトです。要約はNTT技術ジャーナルの記事からAIが生成したものです。NTTとは無関係です。目的は元の記事を読む前の理解を助けることです。