1550nm 直接変調された光送信機は外部変調システムとどのように異なりますか?

最新の光ファイバー通信において、光トランスミッターは、長距離にわたって最小限の損失でデータを送信するための重要なコンポーネントです。このうち、1550nm 波長システムは、ファイバーの減衰が低く、標準のシングルモードファイバーと互換性があるため、広く使用されています。光トランスミッタは直接変調型と外部変調型に分類でき、それぞれに異なる動作原理とアプリケーション上の利点があります。

直接変調された 1550nm トランスミッターと外部変調された 1550nm トランスミッターの違いを理解することは、光ネットワークのパフォーマンス、信頼性、コストの最適化を目指すネットワーク設計者、エンジニア、システムインテグレーターにとって不可欠です。

直接変調の原理

あ 1550nm直接変調型光送信機 (DM-OTX) は、レーザーダイオードの注入電流を変化させることでレーザー光の強度を直接変調します。電気データ信号がレーザーを駆動し、デジタルの 0 と 1 に対応する光パルスを生成します。このアプローチにより、設計が簡素化され、コンポーネント数が減り、コストが削減されるため、DM 送信機は短距離から中距離のアプリケーションに適したものになります。

ただし、直接変調されたレーザーは、長距離にわたる信号分散を引き起こす可能性があるチャープ (強度変調に関連する周波数変動) などの固有の制限に直面しており、追加の分散補償を行わないと有効な伝送スパンが制限されます。

1550nm Directly Modulated Optical Transmitter: WT-1550-DM

外部変調の原理

外部変調光送信機 (EM-OTX) は、連続波 (CW) レーザーと外部変調器、通常はマッハツェンダー変調器 (MZM) を使用して動作し、データを光搬送波に符号化します。このアプローチにより、レーザーの生成が変調プロセスから分離され、チャープが最小限に抑えられ、分散ペナルティが低減された高速伝送が可能になります。

外部変調は、長距離ネットワーク、高密度波長分割多重 (DWDM) システム、高速メトロおよびバックボーンネットワーク上で優れた信号整合性を提供しますが、直接変調に比べてコストが高く、複雑さが増します。

性能比較

パラメータ	直接変調	外部変調
チャープ	高	低い
最大データレート	≤10 Gbps	≥40 Gbps
伝送距離	短距離から中距離 (≤80 km)	長距離 (≥100 km)
コスト	低いer	高er
複雑さ	シンプル	高er

あpplications and Use Cases

直接変調された 1550nm 送信機は、コスト効率と適度な伝送距離が優先されるアクセスネットワーク、CATV システム、短距離地下鉄リンクで一般的に使用されています。これらは、パッシブ光ネットワーク (PON) および単純なポイントツーポイントリンクに適しています。

一方、外部変調トランスミッターは、長距離通信、DWDM バックボーンネットワーク、海底システム、高速データセンター相互接続に最適です。チャープの低減と信号品質の向上により、到達距離の延長とスペクトル効率の向上が可能になります。

あdvantages and Limitations

あdvantages of Direct Modulation

部品点数が少なく、コスト効率が高くコンパクトな設計。
アクセスネットワークとPONシステムに簡単に統合できます。
消費電力が低いため、小規模な設置に適しています。

直接変調の限界

チャープが高いため、伝送距離が制限されます。
外部変調と比較して最大データレートが低い。
繊維の分散効果に対してより敏感です。

あdvantages of External Modulation

チャープが少なく長距離伝送が可能。
バックボーンネットワークの高速データレート (≥40 Gbps) をサポートします。
DWDM アプリケーションの信号品質とスペクトル効率が向上します。

外部変調の制限

コストが高く、設計がより複雑になります。
変調器のバイアスと温度を正確に制御する必要があります。
直接変調システムと比較して設置面積が大きい。

ネットワーク展開の設計上の考慮事項

ネットワークエンジニアは、直接変調された 1550nm トランスミッタと外部変調された 1550nm トランスミッタを選択する際に、コスト、伝送距離、データレート、および環境条件の間のトレードオフを考慮する必要があります。重要な要素には、ファイバーの種類、波長分散、必要な光パワー、システムの拡張性が含まれます。

コスト重視の短いリンクには直接変調が推奨されますが、パフォーマンスを犠牲にすることができない長距離、高速、DWDM 対応ネットワークには外部変調が選択されます。

結論

1550nm 直接変調光トランスミッターと外部変調光トランスミッターは、光ファイバーネットワークにおいて異なる役割を果たします。直接変調は、簡素性、コスト効率、近距離から中距離に適したパフォーマンスを提供し、外部変調は優れた信号完全性、長距離機能、バックボーンネットワークの高速サポートを提供します。

適切なトランスミッターの選択は、アプリケーション要件、ネットワーク設計、予算の考慮事項によって異なります。技術的な違いを理解することで、最適なシステムパフォーマンス、最小限の信号劣化、最新の光ファイバー通信ネットワークの効率的な導入が保証されます。