100GHz帯域の超小型増幅器ICモジュールを開発：IOWNでの超高速光通信も視野に

NTTは、100GHzの超広帯域性能を担保しながら、従来に比べ体積を10分の1以下に抑えた「ベースバンド増幅器ICモジュール」を開発した。実験・計測器への応用に向けて早期実用化を目指すとともに、次世代の情報通信基盤「IOWN」における超高速光送受信器への適用を検討していく。

[馬本隆綱，EE Times Japan]

DCブロック機能を内蔵、体積は従来の10分の1以下に

　NTTは2023年2月、100GHzの超広帯域性能を維持しながら、従来に比べ体積を10分の1以下に抑えた「ベースバンド増幅器ICモジュール」を開発したと発表した。実験・計測器への応用に向けて早期実用化を目指すとともに、次世代の情報通信基盤「IOWN」における超高速光送受信器への適用を検討していく。

　NTTはこれまで、1mm同軸コネクター付き超広帯域ベースバンド増幅器ICモジュールのプロトタイプを開発し、毎秒2テラビット超という光伝送の実証実験を行ってきた。ただ、試作したICモジュールの体積はほぼ1万mm³と大きく、周辺デバイスと接続するには外付けのDCブロック部品が必要になるなど、実用化に向けて課題もあったという。

　NTTは今回、独自のインジウム・リン系ヘテロ結合バイポーラトランジスタ（InP HBT）技術を用い、超広帯域ベースバンド増幅器ICのさらなる高性能化を図ることで、幅広いピーキング特性を実現した。この特性によって、パッケージ実装で生じる高周波信号の損失を補償し、増幅器ICモジュールとして利得の平たん性を担保することが可能になったという。

従来技術と今回開発した技術の比較 出所：NTT

InP HBT技術を用いたベースバンド増幅器ICの外観と周波数特性［クリックで拡大］ 出所：NTT

　パッケージ実装技術も工夫した。インタフェースにプッシュオン嵌合型の同軸コネクターを採用した。同軸と高周波基板を接合する部分の設計を工夫することで、超広帯域特性を維持しつつ、ICモジュールの外形寸法は11.8×10×4.3mmにするなど、小型形状を実現した。また、小型の薄層キャパシターを内部の高周波基板上に実装することで、DCブロック機能をモジュール内に取り込んだ。

　開発したベースバンド増幅器ICモジュールは、従来に比べ体積を10分の1以下とし、「100GHz以上の超広帯域特性」と「DCブロック機能の集積」を両立させた。しかも、シンボルレートが112Gボーの超広帯域PAM-4信号を、ひずみなく増幅できることも実証した。

ベースバンド増幅器ICモジュールの構成ブロック図と外観および、周波数特性［クリックで拡大］ 出所：NTT

開発した増幅器ICモジュールを用い、112GボーのPAM-4信号を増幅した実験結果 出所：NTT