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光伝送

データ伝送速度の向上、コストの削減と電力消費量の低下を求める声は日増しに高まっており、これに対応するには最先端のデータ通信手段が必要になります。そこでは光接続を避けて通ることはできません。この極めて確実な光ファイバ技術を利用すれば、GHzレベルのデータ伝送が長距離にわたってクロストークなしで実現します。

光伝送の利用度は爆発的に伸び、インターネット、ネットワーク、ケーブルテレビや遠距離通信の発展に大きく貢献しました。最大300メートル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。その理由は、それにはバイアス電流が低く、歩留りが高いため、電力消費量とコストが低下するという決定的な利点があるからです。VCSELとフォトダイオードソリューションを提供しているTRUMPFは、長期的な取引関係を築くことができる最適なサプライヤです。

光伝送とは?

最先端の光伝送技術では、コーディングされた光信号がVCSELなどの光源を使用して送信され、反対側で光検出器によって受信され、そこで情報伝送用にデコーディングされます。ここでは光ファイバケーブルが光信号伝送用の接続を確立する手段として最も一般的に使用されています。

光伝送の仕組み

光ファイバ通信接続部は、一定の長さを持つ光ファイバケーブルの両端に装備されている光トランシーバから構成されています。光トランシーバの送信部が光信号をコーディングして光ファイバケーブルを介して送信し、光トランシーバの受信部が光信号を受信して電気信号にデコーディングします。

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、代表的には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です。それとは別に、光通信コンポーネントは特定の基準に適合している必要があります。

光ファイバを介した光伝送技術でのVCSELとフォトダイオードの役割

光トランシーバ

光トランシーバとは二重の機能を有する装置であり、光信号の送受信に加えて、電気信号を光信号に変換する役目を担っています。送信部の中核となるのがVCSELであり、ここで電気信号が光信号に変換された後に、光ファイバを介して伝送されることになります。受信側ではフォトダイオードを使用して送信側と反対のプロセスが行われます。光トランシーバは通常はスイッチ、ルータ又はNICモジュールに差し込まれ、それ自体よりも大きなシステムの一部になります。

AOC

アクティブ光ケーブル (AOC) は、両端に光トランシーバが取り付けられている一定の長さの光ファイバから構成されています。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。差し込んだ後にそれ以上の調整を行う必要がないため、ユーザーの負担が軽減されます。

民生用ケーブル

民生用ケーブルとI/O接続部は、テレビやデスクトップコンピュータなどの消費者製品を光ファイバケーブル経由のデータ伝送用に接続するためのものです。最終用途に応じて、VCSELとフォトダイオードはHDMI/Thunderbolt/USB/Micro-USBケーブルの開発で使用されます。

光ファイバ通信の用途と利点

光ファイバを介した遠距離通信では、大容量データの安全で質の高い伝送が長距離でも短距離でも低コストで実現します。データセンターでは光ファイバケーブルが記憶装置、サーバ、スイッチとルータ間のデータ伝送用に使用されています。それに加えて、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、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爆発的な成長も推進しています。

光通信に適したTRUMPFのVCSELとフォトダイオード

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、光ファイバケーブルを介した光通信向けのVCSELとフォトダイオードの有力サプライヤです。光通信、センサと産業用加熱システムの分野でTRUMPFが出荷した光学装置の数は既に20億個を超えています。技術的な専門知識と製造に関するノウハウを有する当社では、高品質製品を提供するだけでなく、お客様を製品の使用時にもサポートしています。

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。

産業規格を上回る製品

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。このコンポーネントでは卓越した性能と信頼性が保証されています。

高い信頼性

当社コンポーネントは検査済みであり、卓越した信頼性が保証されています。実地試験により、過酷な条件下でのVCSELとフォトダイオードの長寿命が確認されています。

当社のアプリケーションエンジニア、イェルーン・ドラッフトが、TRUMPFの56G VSCELとフォトダイオードを使用した用途を紹介します。

このアイパターンには、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高い品質が示されています。

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