富士通研究所、高性能な光トランシーバーの実用化が可能な波長可変レーザー素子を開発
波長可変レーザー素子の開発に成功
～ＤＷＤＭ光ネットワーク用小型光トランシーバーで動作確認～
株式会社富士通研究所（注１）は、毎秒１０ギガビット（以下、Ｇｂｐｓ）のＤＷＤＭ（注２）光伝送における波長可変レーザー素子の開発に成功しました。これを用いて世界で初めて小型ＸＦＰタイプ（注３）の光トランシーバーに搭載し、安定した波長可変特性と８０キロメートル（以下、ｋｍ）の光ファイバー長距離伝送を確認しました。今回開発した技術により、大容量・高信頼の光ネットワークを支える小型で高性能な光トランシーバーの実用化が可能となります。
本技術の詳細は３月２５日から米国カリフォルニア州アナハイムで開催されている国際学会ＯＦＣ２００７で発表しました。また、併設展示会の富士通ブースに参考出展し、動展示しています。
■開発の背景
本格的なブロードバンド、ユビキタス社会の到来を迎え、情報トラフィック量は飛躍的に増加しています。大容量の光ネットワークを実現するために、複数の波長の光信号で一本の光ファイバーを利用するＤＷＤＭ方式が用いられています。ＤＷＤＭシステムにおいて、波長可変光トランシーバーは、ネットワークに実際に使用されている状態のまま対応する波長を設定により切り替えられるという特徴があるため、部品種類を減らしＤＷＤＭシステム全体を低コストで実現し、次世代ネットワークにおけるＯＡＤＭ（注４）機能を実現する部品として重要になっています。
現在、ＤＷＤＭシステム用波長可変トランシーバーとして、３００ピンタイプ（注５）の大型のものが用いられていますが、今後、システム全体のさらなる小型化、高容量化に向けては、光トランシーバーのさらなる小型化も求められています。
■課題
１０Ｇｂｐｓ ＤＷＤＭ伝送方式に対応した波長可変光トランシーバーで、小型のＸＦＰタイプの実現に向けては、以下が課題となっていました。
１．波長制御が容易で低消費電力の波長可変レーザーの実現：
従来方式である温度制御型や外部共振器型の波長可変レーザーは、温度制御部や複雑な制御回路が必要なため消費電力が大きく、回路実装面積も大きくなるため、小型化が困難でした。
２．光変調器との機能集約：
従来の波長可変レーザーは、長距離伝送を実現するための光変調器との一体化が不可能で、外部の光変調器と接続して使用する必要があり、小型化が困難でした。
■開発した技術
前述の２つの課題を解決するため、ＴＤＡ－ＤＦＢ（Ｔｕｎａｂｌｅ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ－Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＦｅｅｄＢａｃｋ）レーザーと呼ばれるレーザー光源と、これに光変調器を一体化した集積型レーザーを開発しました（図１）。
１．ＴＤＡ－ＤＦＢレーザー光源：
電流注入によりレーザー発光部の屈折率が変化することを応用した波長可変レーザーを開発しました。電流制御だけで波長が変えられるため、簡易な回路で出力波長を制御することが可能となりました。また、レーザー温度は一定でよいため、従来の温度制御型レーザーに比べ大幅な低消費電力化を実現しました。
２．光変調器集積型レーザー：
ＴＤＡ－ＤＦＢレーザーと光変調器とを一体化した集積型レーザーを開発しました。これにより、１０Ｇｂｐｓ伝送に必要な長距離伝送性能を実現するとともに、光源の小型化を実現しました。
図１ 新開発の集積型波長可変レーザーの構造
※添付資料を参照
■効果
開発した集積型レーザーを組み込んで小型ＸＦＰ光トランシーバー（図２）を世界で初めて搭載し、ＤＷＤＭ伝送に必要な８０ｋｍの光ファイバー長距離伝送性能を評価したところ、標準化団体ＩＴＵ－Ｔが定める１００ギガヘルツ（ＧＨｚ）間隔で４波長分の安定した波長可変特性と良好な伝送性能など、基本特性を確認しました。
図２ 波長可変レーザーを搭載したＸＦＰタイプ光トランシーバー
※添付資料を参照
■今後
２００８年度前半の製品化を目指し、性能向上などの研究開発を継続します。
（当社の決算期は３月末日です。）
以 上
■注釈
注１ 株式会社富士通研究所：
代表取締役社長 村野和雄、本社 神奈川県川崎市。
注２ ＤＷＤＭ：
Ｄｅｎｓｅ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ（高密度波長多重伝送方式）の略。波長の違う複数の光信号を同時に利用することで、光ファイバーを多重利用する方式。
注３ ＸＦＰタイプ：
１０ Ｇｉｇａｂｉｔ Ｓｍａｌｌ Ｆｏｒｍ Ｆａｃｔｏｒ Ｐｌｕｇｇａｂｌｅの呼称。光モジュールの製品規格の一つであり、電気と光のインターフェースが着脱可能な特徴を有する。
注４ ＯＡＤＭ：
Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒの略。電気変換を介さず、光のまま経路を切り替える手法の一つであり、波長資源の有効活用が可能。
注５ ３００ピンタイプ：
光モジュールの製品規格の一つであり、３００ピンの電気コネクターを用いる。
■関連リンク
・株式会社富士通研究所
http://jp.fujitsu.com/group/labs/