EML vs. DML:100G/200G/400G/800Gオプティクスに不可欠なレーザー技術
100G/200G/400G/800Gモジュールで使用される主要なレーザー技術は、EMLとDMLです。では、両者にはどのような違いがあるのでしょうか?この記事では、EMLとDMLの基本について説明し、その主な違いを明らかにします。
EMLとDMLの違いとは?
DMLとは直接変調レーザーのことです。このレーザーは、直接変調に分布帰還構造を使用するため、分布帰還型レーザーダイオード(DFB)とも呼ばれます。ワンチップで電気回路設計がシンプルなため、コンパクトな回路構成、低消費電力に最適です。
EMLとは、電気吸収変調レーザーのことです。EMLダイオードは、構造的にはDMLダイオードに似ています。違いは、電気吸収変調器(EAM)が1チップに統合されていることです。レーザーダイオードは連続波(CW)状態で動作します。EMLダイオードでは、信号変調は電気的セクションではなくEMAセクションで行われます。つまり、入力オン/オフ信号がEAMセクションに加えられると、光出力信号が生成されることを意味します。
EMLとDMLの比較:利点は?
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EMLは、変調の過程でレーザーの特性が絶えず変化することがないため、色分散が小さいのが特徴です。
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EMLはDMLに比べ、変調速度が速く、チャープがはるかに低くなります。
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EMLはファイバ内の分散が低いため、高速伝送や長距離伝送に理想的な選択です。
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DMLは、グレーティングと反射がレーザーの共振器の両端だけでなく、共振器に沿ってほぼ連続しているため、FP Abd DBRのようなレーザーよりもはるかに安定している傾向があります。
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DMLはシングルチップでシンプルな回路設計のため、よりコンパクトで、より小型のコンフィギュレーションに適合します。
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DMLでは光信号は電流変化により変調されるため、DMLは一般的に比較的安価で消費電力も低いです。
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ファブリペローレーザーに比べ、DMLはスペクトル線幅が狭いため、変調速度が速く、伝送距離も長いです。
EMLとDMLの比較:限界は?
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EMLはチップ内に電気吸収変調器(EAM)を内蔵しているため、消費電力が大きくなります。
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EMLは、より複雑な電気構成とダイオードのレイアウトを必要とします。
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EMLは一般に電気吸収を利用して信号を変調するため、コストが高くなります。
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DMLは直接変調によりレーザーの特性を直接変化させるため、色分散が大きいです。
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DMLは、緩和周波数によって制限されるため、周波数応答と消光比が比較的低いです。
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それに伴う周波数シフトとファイバー内の分散が相まって、DMLの性能は長距離(10km以上)になるほど劣化します。
EMLとDMLの比較:両者の違いは?
上記のEMLとDMLの紹介は、両者が全く異なるものであることを示しています。次のパートでは、さらに深く掘り下げて、重要な点での違いを明らかにします。
動作原理
DMLは分布帰還構造で設計されており、導波路には安定動作を可能にする回折格子があるため、直接変調が可能です。EMLはレーザーを直接変調することができず、主に電気吸収変調器とも呼ばれる外部変調器に依存している。動作原理の違いにより、それぞれの特徴や機能が異なります。
主なパラメータ
下図は、DMLとEMLの主なパラメーターの違いを示しています。
パラメータ | DML | EML |
---|---|---|
速度 | 最大100G | 25G and higher |
到達距離 | 2-10km | 10km以上 |
市場の成熟度 | 成熟 | より先進的 |
信頼性 | 良好 | 優秀 |
消光比 | 良好 | 優秀 |
消費電力 | 4.0W | 4.5W |
MSA準拠 | √ | √ |
使用例
色分散が大きく、周波数特性が低いなどの制約があるため、DMLは主にテレコムやデータセンターで比較的低速(25Gbps以下)、短距離(2~10km)のアプリケーションに使用されます。
これとは対照的に、EMLは色分散が小さいため、より高速で長距離伝送のアプリケーションで優位に立つ。EMLは、より低いチャープでより高速に動作できるため、高性能な長距離コヒーレント光通信システムに理想的な選択肢となります。
当然のことながら、EMLは比較的コストが高いため、低データレート(1G~10G)のアプリケーションでは経済的な選択肢とはなりません。
FSトランシーバが100G/200G/400G/800Gマイグレーションを促進
FS 100G/200G/400Gトランシーバモジュールは、DMLまたはEMLを搭載し、500mから80kmまでの様々な距離の高速データ伝送を可能にします。800Gへの容易な移行を促進するため、FS 800GトランシーバモジュールはEMLの利点を最大限に活用し、500mから10kmまでの距離に対応します。100G/200G/400G/800Gの多様なデータセンターネットワークにおける様々なアプリケーションに対して、柔軟で信頼性の高い選択肢となることが証明されています。次の2つの図は、DMLまたはEMLのいずれかを備えたFSトランシーバモジュールです。
製品 | レーザータイプ | 距離 |
---|---|---|
QSFP-CWDM4-100G | DML | 2km |
QSFP-4W10-100G | DML | 10km |
QSFP-PSM4-100G | EML | 500m |
QSFP-FR-100G | EML | 2km |
QSFP-LR4-100G | EML | 10km |
QSFP-LR4-100GM | EML | 10km |
QSFP-DR-100G | EML | 500m |
QSFP-FR-100G | EML | 2km |
QSFP-LR4-100G-I | EML | 10km |
QSFP-LR-100G | EML | 500m |
QSFP-ER4L-100G | EML | 40km |
QSFP-ZR4-100G | EML | 80km |
QSFP-FR4-200G | DML | 2km |
QSFP-LR4-200G | EML | 10km |
QDD-XDR4-400G | EML | 2km |
QDD-FR4-400G | EML | 2km |
QDD-LR4-400G | EML | 10km |
QDD-PLR4-400G | EML | 10km |
QDD-LR8-400G | EML | 10km |
QDD-ER8-400G | EML | 40km |
QDD-DR8-800G | EML | 500m |
QDD-2FR4-800G | EML | 2km |
OSFP800-DR8-B1 | EML | 500m |
OSFP-2FR4-800G | EML | 2km |
OSFP800-XDR8-B1 | EML | 2km |
OSFP800-PLR8-B2 | EML | 10km |
結論
まとめると、EMLとDMLにはそれぞれ長所と短所があります。適切なアプリケーションシナリオで使用すれば、最高のパフォーマンスを引き出すことができます。とはいえ、決断を急ぐ前に、ネットワークインフラやビジネス予算など、さまざまな要因を考慮する必要があります。
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