デジタル化の波の中で、高速データ伝送と処理は技術発展の中核的な原動力となっています。情報伝送の主要キャリアとして、光通信技術は爆発的な帯域幅需要の増加に対応するために進化を続けています。こうした進歩の中で、LPO光モジュールは独自の技術的優位性を備え、光通信分野における画期的な技術として際立っています。
I. LPO光モジュールの定義
LPOとは
リニアドライブプラガブルオプティクス
、中国語では「線性驱动可插拔光模块」と翻訳されます。その中心的な機能は、次の組み合わせにあります。
リニアドライブ技術
そして
プラグ可能な特性
。
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プラグ可能な特性
USB デバイスと同様に、柔軟なプラグ アンド プレイをサポートし、機器の設置、メンテナンス、アップグレードの利便性が大幅に向上するとともに、データ センターなどのシナリオでの運用コストとダウンタイムが大幅に削減されます。
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リニアドライブ技術
これがLPOと従来の光モジュールの根本的な違いです。従来の光モジュールは信号処理にDSP（デジタル信号処理）チップに依存しており、消費電力が高くコストも高くなるという問題がありました。一方、LPO光モジュールはDSPチップを廃止し、線形アナログ技術を採用して光電子デバイスを直接駆動することで、信号処理を簡素化し、エネルギー効率を最適化しています。
II. LPO光モジュールの動作原理
LPO 光モジュールのコア機能は、電気信号と光信号間の効率的な変換を実現することであり、その動作プロセスは「簡素化された処理」を中心にしています。
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送信側:
電気信号を受信すると、CTLE（Continuous Time Linear Equalization）機能を備えた高直線性ドライバチップで処理され、伝送中の高周波減衰を補償します。その後、レーザーを直接駆動して電気信号を光信号に変換し、光ファイバーを介して送信します。
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受信側:
光検出器は受信した光信号を微弱な電気信号に変換し、EQ（イコライゼーション）機能を備えたTIA（トランスインピーダンスアンプ）によって増幅・イコライゼーションされます。信号品質が回復された後、端末機器に送信されます。
プロセス全体により、従来の複雑な DSP 処理が単純な信号補正に置き換えられ、伝送品質を確保しながら消費電力とコストを大幅に削減します。
III. LPO光モジュールの技術的利点
従来の光モジュールと比較すると、LPO の利点は「低消費電力、低コスト、高効率」という 3 つの側面に集中しています。
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低消費電力：
DSP チップを削除すると、400G LPO モジュールの消費電力は 4W 未満に削減できます。これは従来のソリューションよりも約 50% 低いため、データセンターの電気代と冷却コストを直接削減できます。
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低コスト：
高コストのDSPチップを排除することで、材料コストを15～20%削減できます。同時に、構造の簡素化により製造コストも削減され、大規模アプリケーションへの基盤が整います。
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低遅延：
DSP 処理リンクをスキップすることで、遅延はナノ秒レベルからナノ秒未満レベルに短縮され、30% 以上削減され、AI トレーニング、高頻度取引などのシナリオの厳しいリアルタイム要件を完全に満たします。
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互換性と柔軟性:
従来のプラガブルパッケージを採用し、既存のネットワークハードウェアとのシームレスな互換性を実現します。さらに、100Gから800G、さらにはそれ以上のデータレートをサポートし、多様なシナリオのニーズに適応します。
IV. LPO光モジュールの応用シナリオ
LPO 光モジュールは独自の技術的利点を備えているため、次のようなシナリオで強力な競争力を発揮します。
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データセンター内部の相互接続:
100 メートルから 2 キロメートルの短距離シナリオでは、低消費電力と低コストにより、サーバーとスイッチ間の接続ニーズを効率的に満たすことができ、データセンターの全体的な運用効率が向上します。
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AIコンピューティングパワークラスター:
低レイテンシ機能は、AI トレーニングにおける集中的な通信パターンに正確に一致し、10,000 カードレベルのクラスターでの高速データ転送を保証し、ネットワークのボトルネックを回避し、クラスターの全体的なコンピューティング能力のパフォーマンスを向上させます。
V. LPO光モジュールの課題と対策
大きな利点があるにもかかわらず、LPO 光モジュールは次のボトルネックを克服する必要があります。
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伝送距離制限:
DSP処理能力の不足により通信距離が制限されており、現状では主に中距離・短距離に適用されています。対策としては、シリコンフォトニクス集積技術と高度なパッケージングプロセスを採用して信号安定性を向上させること、インテリジェントな補償アルゴリズムを導入して伝送性能を最適化することなどが挙げられます。
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職人技に対する高い精度の要件：
光デバイスと回路パラメータのマッチング精度に対する厳しい要件により、企業は精密製造能力を向上させ、産業チェーン全体で協力を強化して標準を統一する必要があります。
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標準化の問題:
業界標準の統一の欠如は、異なるメーカーの製品間の互換性と相互運用性に影響を与えています。現在、業界団体や標準化団体は、産業化を促進するため、関連する技術仕様の策定を加速させています。
VI. LPO光モジュールの今後の開発動向
技術の進歩に伴い、LPO 光モジュールの開発方向は徐々に明確になってきています。
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継続的な技術革新：
より高性能な光デバイスの開発、回路設計と補正アルゴリズムの最適化、AIなどの新興技術の統合により、モジュールのインテリジェントな管理と適応調整を実現します。
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応用分野の拡大：
データセンターやAIクラスターから5G通信、高性能コンピューティング、インテリジェント交通などの分野にまで広がり、さまざまな業界のデジタル変革を支援します。
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マルチテクニカルコラボレーション:
CPO（Co-packaged Optics）やコヒーレント光通信などの技術との相補的優位性を形成し、短距離、中距離、長距離をカバーするフルシナリオ光通信ソリューションを構築し、多様な伝送ニーズに対応します。
LPO光モジュールは、技術の簡素化によって性能とコストのバランスをとることで、光通信分野の技術展望を一変させています。既存の課題が徐々に解決されていく中で、将来的には高速短距離通信の中核ソリューションとなり、デジタル経済の発展を支える重要な基盤となることが期待されています。
