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分散補償フィルタモジュール市場展望
特別寄稿 高いデータレート（≧10Gbps）に合わせ 分散補償フィルタモジュール市場展望 て遠隔調整できる、可変分散補償フィル By, Stephen Montgomery ElectroniCast タモジュール（CDCMs）が10Gbps以上の リンクで使われ、消費額は3667万ドルと 光波長分散補償器、パッケージ化されたフィルタデバイスは一般にFBG（ファイ バブラッググレーティング）またはエタロンベースの部品でできている。しかし、 VIPAや他の技術も考慮に入れる。 WDM-高速化する情報速度 言うまでもなく、WDM光伝送技術の 利得を平坦化したフィルタはこの目的を果 たせることになる。 利用は、ネットワークシステムで情報伝達 DWDM（<波長間隔1.6nm）が機能す を高速化するための実証された、優れた るには、伝送波長が割り当てられた波長 アプローチである。このようなネットワー からドリフトして外れないことが重要だ。 クシステムがインターネットや他のネット したがって、送信器には次の2つの性能 ワークで使用されている。とは言え、分 を同時実現していることが必須となる。 散は信号を歪ませ、距離が延びると信号 極めて厳しい波長安定性を持ち、指定さ が広がって伝送エラーの要因となる。 れた波長で出力することと光パワーを連 ファイバから波長を分離して目的地に 続的に維持できることだ。波長精度を上 ルーティングするには光フィルタが必要に げ、安定度を高めるために設計と製造技 なる。光フィルタは光波長の減衰、選択 術の改善に多くの努力が払われてきた。 に用いられる。一般に波長間隔が近けれ 所望の波長を実現する一般的な技術は ば近いほど、多重波長数は増え、各伝 温度コントロールを使用して、温度を調 送波長での損失は高くなる。DWDMは、 整することでレーザダイオードを所望の波 フィルタやファイバによる損失を補償する 長に調整することだ。しかし、このアプ 光ファイバ増幅器が使えるようになって実 ローチについては、DWDMシステムの 用可能となった。しかし、光アンプは利 OEMsの中には否定的なところもある、 得差とノイズの問題をかかえている。 ヒーターが電力を消費し、アクティブデバ したがって、R&Dの多くはフィルタ特 イスとなるからだ。 性の改善に向けられてきた。透過波長で 現在のDWDMシステムの多くは、従来 の損失の低減、フィルタのパスバンドを のパッシブな光スプリッタ/コンバイナによ 狭くし、ボトムをフラットにする、サイド り多様な伝送波長を1本のファイバに入れ の切れをよくする。初期の光ファイバアン ている。このため、1つの送信ダイオード プは、WDMに使用する波長帯で利得の の温度コントロールが壊れると、伝送波 変動が大きかった。このため、アンプの 長は割り当てられた他の波長の間をさま 出力側では、入力時に同程度のパワーレ ようことになり、他の信号に重なってネッ ベルであった波長はパワーレベルが異な トワークの混乱を来す。 る波長として出て行くことになる。数百 システム設計者は、温度制御への依存 kmの幹線でアンプがカスケードされるとこ から逃れるような、コンポーネントの改善 の問題が蓄積される。したがって最近の に強い関心を抱いている。安定した伝送 R&Dの多くは、帯域全体にわたって利得 波長を実現するためのもう1つの技術は、 特性を平坦にすることに向けられてきた。 内部（モノリシック）または外部のグレー 104 ティング（ファイバ、ホログラフィック、ルー 予測している。固定タイプのCDCFMs、 ルド、リソグラフィなど）を組み込むこと 10Gbpsおよびそれ以上の伝送レートで使 だ。送信器は波長ロックされる必要がな 用されるものは、この予測期間では消費 く、波長ドリフトは±数nmに収まり、深 額の伸びは緩慢と見ている。 刻な問題は起きない。このため、これら 最先端の固定タイプCDCM、短期的に のコンポーネントは競合技術よりも低価格 となる。 図1 波長分散補償フィルタモジュール、タイプ毎（%）の世界の消費額予測 力強い成長 最先端の固定タイプフィルタベースの 全ての波長において正の分散スロープを 考えられる。ほとんどの伝送路設計者は、 CDCMsは世界的に消費額が伸びると予 チャネルあたりのデータレートを高めよ 補償することはできない。しかし、光ファ ダイナミックな、自己調整型のPMD補償 想されている。しかし、分散補償ファイ うとするとき、次の2つの障害に直面する。 イバベンダは、1997年以来、分散補償ファ 器が、少なくともレシーバ毎に、恐らくもっ バ技術との厳しい競争に直面し、最終的 1つは波長分散（CD） 、もう1つは偏波モー イバをさらに調整することでこれを実現し と多く必要だと考えている。 にはフィルタベースのソリューションはチッ ド分散（PMD）だ。例えば、CDまたは た。これによって現在の10Gbps敷設で PMDのいずれでも、補償しないと、長距 残留分散は許容範囲となった。 データレート/ch上昇の障害 ElectroniCastは最近、通信用光分散 補償フィルタモジュール（テスト、計測用 プベースや変調技術との競合に直面す る。 しかし、40Gbpsでは残留分散の影響 途を含む）の仕様について調査報告書を 最先端の固定タイプフィルタベースのア （ 静 的 な 負の 分 散 スロープの 後 ） は リリースした。現在、これらのパッケージ プローチは、短期的には年率10%の成長 PMDとCDは低いデータレートでも存 10Gbpsの16倍となり、極めて厳しい。4 化されたフィルタデバイス（モジュール）は を見せるが、これはDCFソリューションに 在する。PMDはデータレート上昇に比例 つの代替ソリューションが考えられてい 一般には、FBGs、エタロンベースのデバ 比べてコストとサイズで優位性があるから して増える。CDは、データレートの二乗 る。プラグインファイバベースの固定分散 イスでできている。しかし、 予測期間には、 だ。 電気の分散補償器 （EDC） やフォトニッ で増えていく。よって、2.5Gbpsと40Gbps 補償器の改善（伝送ファイバへの逆の調 VIPAのようなバルクオプティクスやその クあるいは光集積回路/チップ（PIC/光 とを比較すると、40GbpsではPMDは16 整が向上） 、海底幹線ですでに使用され 他の技術も含んでいる。波長分散補償 チップ分散補償器:ODCs）が、予測期間 倍、CDは256倍厳しくなる。データレー ているインラインスプライスの利用（これ フィルタモジュール（CDCFM）市場予測 の後半では、特定のアプリケーションで ト が2.5Gbpsか ら10Gbpsに な っ て も、 はファイバセグメント間調整の改善が必要 データは、ElectroniCastのこのレポート 目立ち始める。最終的には、このチップ PMDは許容度を超えることはなかった となる） 、新しい世代のファイバを使用す では次の製品が対象となっている。 ソリューションの数量が増え、市場でも採 が、CD補償のない場合、最新のファイ る、可変分散補償器を用いる。 離/超 長 距 離（LH/ULH） の40Gbps伝 送の障害となる。 標準的な固定CDCFM（<10Gbps） 、標 用が進んで、特定の製品カテゴリーでは、 バ で も10GのLH/ULH伝 送 は 不 可 能 ほとんどの伝送路設計者は、新しい 準 可 変（ チ ュ ー ナ ブ ル ）CDCFM フィルタベースのアプローチの置き換えと だった。これは同じ間隔で、もしくは中 世代のファイバが必要なところでも、必 （<10Gbps） 、最新の固定タイプCDCFM なる。また、遠隔制御の分散補償器シス 継器毎（60 〜 80km）に負の分散スロー 要な時でも、改善された固定分散補償器 （ ≧10Gbps） 、 最 新の可 変CDCFM（ ≧ テムの必要性が、ある程度は、固定タイ プを持つファイバを挿入して正の分散ス とチャネル毎の可変分散補償器との組み ロープを持つ伝送ファイバに反対の分散 合わせを利用する。 を与えることで伝送可能となった（海底シ 一方の分散、PMDはファイバ形状ある ステムでは、後でブランチファイバを挿入 いは材料組成の微妙な変動によって生ず することはないので、分散補償ファイバ る。温度でも変動する。PMDは時間的 は伝送ファイバに融着接続されており、 10Gbps） 。 プの需要に食い込むことになる。 消費額は、実際に試用される数量に平 可 変10Gbps超CDCFMsが 消 費 額を 均価格を乗じたものとなる。予測期間の リード 後半ではCDCMsは、10Gbps以上のトラ 10Gbpsおよびそれ以上のネットワーク フィックを流すネットワークで使用される な 変 動 が急 であり、 ランダムである。 に対応する測定器も含めて、通信ネット もののシェアが大きくなる。成長率が最も 陸上でプラグインする場合と比べて、トー PMDの影響は、上に指摘した新しい世 ワークで使用される可変タイプのモジュー 大きいのは、可変モジュールと予測して タルのスパンロスは少なくなっている） 。 代のファイバを使えば大幅に抑制するこ ルが、2009年では市場シェア58%、3403 いる。 とができるが、それでも十分ではないと 万ドルの消費額だった。2013年までには、 負の分散スロープを持つファイバは、 OPTCOM January 2010 105