日立製作所中央研究所（所長：武田英次）は、このたび、主要機能の全てをＩＣ（集積回路）化し
た小型、低消費電力の40ギガビット/秒光送受信器の試作に成功しました。全ＩＣ化によって、送信
器・受信器をそれぞれＡ４サイズのボード上に実装できるほか、受信器の消費電力8.6Ｗという実用
的な値を達成しました。また、既存ＩＣとの接続を考慮して、実用化には不可欠な10ギガビット/秒
の低速インタフェースを同時に試作しました。これらの成果は、次世代40ギガビット/秒光伝送シス
テムの具体化を促進するものと期待されます。
インターネットの普及に伴い、ネットワークの伝送容量は増加の一途をたどっています。幹線ネッ
トワークでは既に10ギガビット/秒の伝送装置が導入され、さらに波長多重化によって光ファイバ１
本当りの伝送容量の拡大が進められています。このように、ますます大容量化する光伝送システムを
普及させるためには、通信コストの低減が必須であることは言うまでもありません。コスト低減のた
めの主要な施策として、光送受信器当りの伝送容量を増大することが不可欠でした。
このような背景から、平成11年に、当社では、ＩｎＰ ＨＢＴ（インジウム・リン・ヘテロバイポ
ーラトランジスタ）を用いて、主要回路の全てをモノリシックＩＣ化した40ギガビット/秒光送信器
の試作に成功しています。さらに、今回は、光送受信器の全ＩＣ化を目指して、40ギガビット/秒光
受信器の試作を行いました。
光受信器は受信信号から40ＧＨｚ（ギガヘルツ）のクロックを再生するため、実効的な動作周波数
は光送信器よりも高くなります。このため、十分な動作マージンを持つ高性能ＩＣの開発が課題とな
りました。
今回は、受信器を構成するＩＣ1)のうち、3種（全波整流ＩＣ、リミットアンプＩＣ、遅延型フリ
ップフロップＩＣ）はアナログ特性に優れたＩｎＰ ＨＢＴを、また残りの２種（差動アンプＩＣと
1:4分離ＩＣ）は低電流で高速・高集積化が可能なＳｉＧｅ（シリコン・ゲルマニウム） ＨＢＴを適
用することによって、光受信器に必要な全ての回路のＩＣ化を実現しました。試作した受信器の特徴
は、以下の通りです。
（１） ３種のＩＣに適用したＩｎＰ ＨＢＴは、広い周波数帯域を持つ高性能のアナログ回路を実
現することができます。特に、今回、識別感度が高い遅延型フリップフロップ回路を実現する
ことによって、光受信器の高感度化を達成しています。
（２） 1:4 分離ＩＣは他のＩＣに比べて集積規模が大きいため、低消費電力化が必須の課題でした。
今回、低電流で高速動作が可能なＳｉＧｅ ＨＢＴを採用することにより1:4 分離ＩＣの１チ
ップ化を実現しました。これによって、１チップで40ギガビット/秒の信号を10ギガビット/秒
の信号に分離できることから、実用化の際に必須となる既存のＩＣ（10ギガビット/秒）との
低速インターフェースを提供することが可能になりました。
試作した40ギガビット/秒光受信器の消費電力は8.6Ｗでした。この消費電力は、容量が四倍にな
ったも係わらず、現行10ギガビット/秒光受信器の初期の製品と同等の実用的な値です。また、光受
信器と光送信器と対向させた送受信の動作実験を行ったところ、受信感度についても-23.6ｄBｍと
いう実用的な値を達成しており、次世代40ギガビット/秒光伝送システムを実用化の見通しが得られ
ました。
なお、本内容は9月4日からミュンヘンで開催される「26th European Conference on Optical
Communication(ＥＣＯＣ ２０００)」で発表する予定です。
１）今回、当社が試作した光受信器は、受信した光信号から変換された電気信号を増幅する
“差動アンプＩＣ”、“クロック抽出部”、増幅信号を40GHｚの抽出クロックでデジタルデータに
変換する“遅延型フリップフロップＩＣ”、40ギガビット/秒のデータを10ギガビット/秒×4チャネ
ルのデータに分離する“1：4分離ＩＣ”から構成されています。このうちクロック抽出部は、受信
信号からクロック成分を生成するための“全波整流ＩＣ”、クロック成分のみを通過させる
“フィルタ”、振幅を一定にする“リミットアンプＩＣ”で構成されています。
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