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光データ伝送

低コストおよび低消費電力でより高速なデータ通信を求める声は日増しに高まっており、最先端のデータ通信手段が求められています。そのため光接続は不可避な手段です。この信頼性の高い光ファイバー技術により、クロストークなしでGHz帯のデータ伝送を長距離に渡って行うことができます。

光データ伝送の利用は飛躍的に拡大し、インターネット、ネットワークシステム、ケーブルテレビ、テレコミュニケーションの発展を支えてきました。最大300メートルまでの距離が必要な多くのアプリケーションでは、マルチモードVCSEL (垂直共振器型面発光レーザ) が重要な役割を果たしています。これは、低バイアス電流や高い歩留まりなど、消費電力量やコストを削減する決定的なメリットがあるためです。TRUMPFは、長期的なビジネス関係を築くための最適なサプライヤーであり、VCSELおよびフォトダイオードのソリューションを用意しています。

光データ伝送とは?

現代の光通信技術では、エンコードされた光信号はVCSELなどの光源を使用して送信され、もう一方の端で光検出器によって受信されます。信号はそこでデコードされて、情報が伝送されます。ここでは光信号伝送用の接続を確立する手段として、一般的に光ファイバーケーブルが一番多く使用されています。

光データ伝送の仕組み

光ファイバー通信回線は、一定の長さを持つ光ファイバーケーブルの両端にトランシーバーを配置したものです。光トランシーバーの送信部は光ファイバーケーブルを介して光信号をエンコードして送信し、トランシーバーの受信部が光信号を受信して電気信号にデコードします。

データ伝送速度が比較的低い場合は、光信号がNRZ信号として変調されます。データ伝送速度が比較的高い場合、通常は25 Gbit/s以上の速度ではPAM4変調が使用されます。接続部全体と個々のコンポーネントの性能は、光アイパターン、ビットエラーレート (BER) や小容量と大容量の信号での性能などの各種パラメータに基づいて評価されます。また、伝送損失も重要な性能パラメーターの一つです。さらに光通信用コンポーネントは、一定の規格を満たしている必要があります。

光ファイバーによる光通信技術におけるVCSELとフォトダイオードの役割

光トランシーバー

光トランシーバーは2つの機能をあわせ持つ装置で、光信号の送受信に加えて、電気信号を光信号へ変換する役目も担っています。送信部の中核となるVCSELは、電気信号を光信号に変換した後、光ファイバーで伝送します。受信側ではフォトダイオードを使用して、送信側とは逆のプロセスが行われます。光トランシーバーは通常、スイッチ、ルーターまたはNICカードモジュールに差し込まれ、より大きなシステムの一部となります。

AOC

アクティブ光ケーブル(AOC)は、一定の長さの光ファイバーの両端にトランシーバーを取り付けたものです。この接続部は、対応する長さに合わせて既に最適化されています。一体化されているため、差し込み後のさらなる最適化は不要となり、ユーザーの作業が容易になりました。

民生用ケーブル

民生用ケーブルおよびI/Oコネクターは、テレビやデスクトップパソコンなどの民生機器を光ファイバーケーブルで接続してデータ転送を行うためのものです。最終用途に応じて、VCSELおよびフォトダイオードはHDMI、Thunderbolt、USB、micro-USBケーブルの開発に使用されています。

光ファイバー通信の用途とメリット

光ファイバーによるテレコミュニケーションでは、大量のデータを短距離から長距離まで安全かつ高品質に、そして低コストで伝送することが可能です。データセンターでは、ストレージ、サーバー、スイッチ、ルーター間のデータ伝送に光ファイバーケーブルが使用されています。さらに、レーザとフォトダイオードはブロードバンドインターネット、HDケーブルテレビ、動画ストリーミングサービス、ライブビデオ会議、遠隔医療やリモートワークなどのエンドユーザーアプリケーションの成長を爆発的に推進させています。

無干渉性

光ファイバー通信は周囲からの電磁障害(EMI)の影響を受けにくいため、VCSELおよびフォトダイオードを搭載した光ファイバーケーブルによる光信号伝送は、ワイヤレス伝送に比べて信頼性が高いと言えます。

高速データ伝送

ブロードバンドは光ファイバー通信をベースにしており、より高速なデータ通信が可能です。VCSELとフォトダイオードは最大100 Gbit/sにまで対応しています。

安全な通信

光ファイバー通信は、干渉や伝送情報の破損の影響を受けにくいという特徴があります。

TRUMPFの光通信用VCSELおよびフォトダイオード

最先端のデータ通信アプリケーションでは、最新技術を搭載した光学コンポーネントが必要になります

TRUMPF Photonic Componentsは、光ファイバーケーブルによる光データ通信用のVCSELとフォトダイオードのサプライヤーとして定評を得ています。TRUMPFは、データ通信、センサー技術、産業用加熱システムの分野で、既に20億個以上の光デバイスを納入しています。当社は、高品質な製品をお届けするだけでなく、お客様のアプリケーションをサポートするための技術的な知識と製造ノウハウを揃えております。

カスタマイズ型製品

標準仕様に加えて、アレイフォーマット、チップレイアウト、発光波長、半田付けや底面発光などに関してカスタマイズ型ソリューションも開発可能です。

産業規格以上の製品

当社のVCSELとフォトダイオードソリューションは、IEEEなどの関連する産業規格に適合しています。優れた性能と信頼性が保証されているコンポーネントです。

高い信頼性

当社のコンポーネントは、優れた信頼性を確保するためにテストされています。アプリケーションテストでは、過酷な条件下でのVCSELとフォトダイオードの長寿命化が確認されています。

VCSEL

TRUMPFのデータ通信用VCSELは、性能、効率、信頼性の面で最難度の条件を満たしています。これらは、GaAsチップを完全に保護し、メサの機械的な保護を強化するために、完全に不動態化されています。

フォトダイオード

TRUMPFは、高性能・高信頼性のフォトダイオードの開発において、長い伝統と高い実績を誇っています。当社のフォトダイオードは、非常に低い暗電流を特徴とし、シールド性を高めるためにグランドパッドを追加しており、その結果として信号グランドまたは信号アースの実装オプションも用意しています。

当社のアプリケーションエンジニア、イェルーン・ドラッグトが、TRUMPFの56G VSCELとフォトダイオードの使用例をご紹介します。

このアイパターンでは、90 °Cで25 Gbit/sのデータ伝送速度で動作しているTRUMPFのVCSELによるデータ伝送の品質の高さを示しています。

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お客様向け情報

TRUMPFフォトダイオード

TRUMPF高速フォトダイオードは性能、効率と信頼性に対する最高レベルの要件を満たしています。1x1チップとして、または1x4もしくは1x12アレイとしてご用意しております。通信速度はそれぞれ最大100 Gbpsに対応しています。

TRUMPFデータ通信VCSEL Areionアレイ
TRUMPF VCSEL

TRUMPF高速VCSELでは、低い消費電力で信頼性の高いデータ転送が可能です。 製品ラインナップにはシングルエミッタとVCSELアレイが含まれており、最大100 Gbpsの通信速度に対応しています。

TRUMPF VCSELレーザはあらゆる一般的なプロトコルに対応します
データ通信

データ通信において、VCSELおよびフォトダイオードはどんな役割を果たしているでしょうか?このページでは、両方の技術が最先端のブロードバンドインターネットに、そしてHD/4Kテレビやストリーミングサービスなどのそれに伴うオーディオビジュアルアプリケーションに最適なソリューションである理由をご説明します。

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フォトニックコンポーネンツ販売部
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