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クラウド コンピューティング - 超高速シリアルインタフェース

Cloud Computing

IoTの拡大に伴い、クラウドコンピューティングはデータトラフィックを増加させ、AR/VRアプリケーションやAI活用などが拍車を掛けます。また、超高信頼低遅延(URLLC)や多数同時接続(mMTC)の実現のためエッジコンピューティングが進み、超高速シリアルインタフェース技術が必要になっています。

アンリツは通信網がディジタル・光化する時から指数的に高速化するデジタル信号や光解析技術を育ててきました。技術革新と共に更に高速化していくシリアルインタフェース、通信の評価技術に挑戦し続けます。

FTTxやデータセンタの増加により光ネットワークが拡大し、そこに使用される光デバイス、光モジュールや光ファイバの需要は益々増えています。アンリツは光伝送品質解析技術で光ネットワークの伝送品質を支えています。

超高速ディジタル信号技術

アンリツのBERT(Bit Error Rate Tester)はアンリツ独自の超高速ディジタル信号技術(高度なシンセサイザ制御による低残留ジッタクロック発生技術、データ出力部をDCから高周波まで優れた伝送特性を持ち薄膜基盤とベアICチップおよび周辺回路から構成されるHIC(Hybrid Integrated Circuit)と呼ばれる構造で実現する技術など)により58Gbit/s(Gbitは10の9乗ビット)を超える業界最高性能の信号を発生することが可能です。

また、デバイスの高速化や低消費電力化のための低電圧化が進むにつれノイズなどが通信に大きな影響を与えます。アンリツのBERTはこれらの通信環境を模擬するプリエンファシス/デエンファシス、ノイズ(ジッタ)付加機能や高感度/広帯域の受信インタフェースで実際の通信環境における高精度な信号解析を実現しています。

光解析技術

光デバイスや光モジュールの性能を評価する光スペクトラムアナライザ(Optical Spectrum Analyzer:OSA)の性能として広ダイナミックレンジが求められます。アンリツのOSAは分光器に回折格子を採用し、更に回折格子へのパス回数を増やしたダブルパス構成で広ダイナミックレンジを実現しています。

また、測定した光スペクトルからノイズ関数を推定しノイズパワーを求め最終的な光信号パワーを求めるなどの技術を採用し、被測定光信号がノイズ成分を含んだ状態でも短時間で正確に測定することが可能です。

光ファイバはその心線は被膜に覆われており、長距離に渡って敷設された場合など、目視で心線の劣化や断線などを発見することは不可能です。こういう光ファイバの状態を診断する測定器がOTDR(Optical Time Domain Reflectometer:光パルス試験器)です。

OTDRは約10μm(μは1/1,000,000)と毛よりも細い光ファイバのコアに光パルスを入射し、光ファイバ内で発生するレイリー散乱光やフレネル反射光の内入射端に戻ってくる後方散乱光の受光波形を解析し距離、損失、反射減衰量を測定します。

より高精度に測定を行うには受信した後方散乱光のサンプリングを高速化するための回路が必要ですが、光ファイバの敷設や保守点検で使用されるOTDRは小型でバッテリで駆動する可搬型でなければなりません。アンリツはOTDRの小型化と低消費電力化をアンリツ独自の特許技術で同時に実現しています。

サンプリングオシロスコープによる波形品質解析技術

光ネットワークで正確な高速光通信を実現するために、光トランシーバの光出力信号をサンプリングオシロスコープを用いてアイパターン解析を行い波形品質を評価することが重要です。

現在、データセンタでは主に25Gbit/sの信号が使われており、この超高速光信号のアイパターンを正確に測定するためには信号入力部(光/電気変換回路とサンプラ回路)の周波数帯域(3dB帯域特性)を40GHzまで広帯域化すると同時に測定信号速度に合わせて周波数帯域を可変させる必要があります。

アンリツのサンプリングオシロスコープは独自の超高速アナログ回路制御技術により広帯域化と周波数帯域可変を実現しています。

測定器の役割として評価対象のどこに問題があるのかを切り分けることが重要で、サンプリングオシロスコープで観測した信号のノイズ成分(ジッタ成分)を分析することでノイズ発生原因を推測することができます。ジッタにはその要因により様々な種類があり、DSPを使用しリアルタイムにFFT演算することで超高速信号のジッタ成分の分類と分析を実現しています。

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