富士通など、冷却不要の直接変調レーザーで毎秒４０ギガビットの光伝送に成功

冷却不要の直接変調レーザーで毎秒４０ギガビットの光伝送に成功

従来と比べて消費電力を半分以下にし、次世代高速光通信に向けて大きく前進


　富士通株式会社（注１）と株式会社富士通研究所（注２）は、冷却不要の直接変調レーザー（注３）で毎秒４０ギガビット（以下、Ｇｂｐｓ）の光伝送に成功しました。高速動作に適した構造と、駆動電流を低減して高温動作を可能とする構造を組み合わせることで、従来の４０Ｇｂｐｓの伝送光源において消費電力の半分以上を占めていた温度調節素子を不要にしました。

　今回開発した技術により、次世代高速光通信の低消費電力化に向けて大きく前進しました。

　本技術の詳細は、３月６日から米国ロサンゼルスで開催の国際会議「ＯＦＣ／ＮＦＯＥＣ　２０１１　（Ｔｈｅ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｆｉｂｅｒ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｘｐｏｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｔｈｅ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｆｉｂｅｒ　Ｏｐｔｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　２０１１）」にて発表いたしました。なお、本研究の一部は、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（ＮＥＤＯ）より技術研究組合光電子融合基盤技術研究所（ＰＥＴＲＡ）に委託されたプロジェクト「次世代高効率ネットワークデバイスの技術開発」にて実施されたものです。


開発の背景

　クラウド・コンピューティングサービスや高精細画質の映像配信サービスなど、ネットワークを流れるデータ量が急速に増大しています。年々増大するデータ伝送量に対応するため、データセンター内では伝送速度１０Ｇｂｐｓを超える高速光通信の導入が始まっており、環境負荷低減のために低消費電力の光通信が求められています。


課題

　大量の情報を光に乗せて高速に伝送する光通信では、電気信号を光信号に変換するために、光強度を変調できる光源が必要です。変調方式には、半導体レーザーへの注入電流を変調する直接変調方式と、半導体レーザーの外部に光変調器を用意して変調を行う外部変調方式の大きく２種類があり、主に低速・短距離用では直接変調方式、高速・長距離用では外部変調方式がそれぞれ用いられています。

　現在、伝送速度１０Ｇｂｐｓまでは、温度調節素子を必要としない、冷却不要の小型・低消費電力の直接変調レーザーが実用化されています。一方、１０Ｇｂｐｓを超える高速伝送では、１０ｋｍ程度までの短距離用でも外部変調方式の電界吸収型変調器集積レーザー（注４）が用いられています。しかし、電界吸収型変調器集積レーザーを安定して動作させるには、温度調節素子によって冷却する必要があり、この素子は消費電力の半分以上を占めるため、消費電力の低減が課題になっていました。


※　開発した技術と注釈は、関連資料参照