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赤外線センサー市場#30 5Gで市場拡大が見込める光トランシーバ-キーデバイス

2019.05.21 09:59

 現在,伝送速度100Git/sに対応したCFP4やQSFP28といった,MSAに対応した光トランシーバが普及期に入ってきたが、次世代通信規格として,400GbEの標準化がIEEEにおいてす進められている.QSFP28に搭載可能な,100Gbit/s用4ch集積光受信モジュールや,200Gbit/s用4ch集積光受信モジュールを開発した。さらに8波長の分波機能を1つのパッケージ内に数席することで、従来品と同等な低挿入損失を実現した、CFP8に搭載可能な400Gbit/s用8ch集積受信モジュールを開発した。(ソース:住友電工2018 )

 

 

図

 

 

1 波長多重を用いた光通信で使用しているWDMフィルタについて説明する

 ① WDM( Wavelength Division Multiplexer)光通信システムでは、波長多重数に応じた数の波長を発振する半導体レーザが必要となる。複数のLDを使用すれば可能となるが、光ネットワークでは1個のLDで複数の波長を発振できる波長可変なチューナブルLDが必要になる。それぞれの波長を分岐するするあるいは合波するためにはそれ専用のデバイスが必要となる。そのデバイスには以下の種類がある。

 

  ・バルク型WDMカプラ/フィルター

  ・ファイバー型WDMカプラ/フィルタ

  ・グレーティング形WDMカプラ/フィルタ

  ・導波路型WDMカプラ/フィルタ

 

 a)バルク型(または空間型)光カプラは、ハーフミラーやビームスプリッタ(BS)、フィルタ等の微小な光学素子を用いて作製される。分岐比は、反射面である誘電体多層反射膜の反射率等によって変えることができる。そのため広帯域で動作する広帯域で動作する広帯域カプラを作製しやすい。しかし、ファイバー型に比べて挿入損失が大きく、作製コストが高い。

 

b)導波路型

 石英基板等に光回路を形成することで製作される。

 大きなカプラが、フォトグラフィー技術などによって一括製造できるために量産化、低価格化に適している。

 

c) ファイバ型

 ファイバ型カプラは、多数本の光ファイバを溶融延伸して作製される光カプラで、光ファイバカプラと呼ばれる。例えば2本の光ファイバのコアを近接させるとモード結合がおこり、光パワーが一方から他方へ分岐させる。とまり結合長を抑制することで、特定の波長における任意の分岐比のカプラを作製すつことができる。そのため、広帯域カプラや波長間隔の狭いWDMを作製することは難しい。しかしバルク型に比べて挿入損失が小さく、作製コストが低い。光ファイバ通信だけでなく光源や光ファイバのモニタ、ファイバレーザーの励起、光ファイバ増幅器、波長多重システムシステムなどに用いられている。特に分岐比が1:1のものを光ファイバが半分(-3dB)になることから3dBカプラと呼ぶ。

 

 

図

 

 

2 光分波器集積小型光受信モジュールの構造

 光分波器集積小型光受信モジュールのパッケージ内の構造を図7 に示す。パッケージ内には光分波器、ミラー、レンズアレイ、トランスインピーダンスアンプ( TIA),フォトダイオード(PD)が搭載されている。ファイバーより入力された光はパッケージ外に配置されたコリメートレンズで平行光に変換され、光分波器を経由して4波長の光信号に分波される。その後、ミラーの反射でパッケージ底面側に光軸を変え、レンズアレイで集光された光がPDへ結合する。光分波器は図7-(b)に示すようにミラーとバンドパスフィルタ(BPF)を対向に配置し、BPFで各レーンに対応した波長の光のみを透過、その他の波長の光は反射を繰り返すことで4波長の光に分波する。

 

 PDにて光-電流変換し、TIAにて増幅された信号は、パッケージ伝送線路、フレキシブル基板高周波伝送線路を経由して光受信モジュールから出力される。

 

 

図

 

 

(椿匡之)

 

 

 

 

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