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？

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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？

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。
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。
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。
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。
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。
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。

use case of EML and DML

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