Шағын кремний негізіндегі оптоэлектрондыIQ модуляторыЖоғары жылдамдықты үйлескен байланыс үшін
Деректерді берудің жоғары бағаларына және дата-орталықтарда энергияны үнемдейтін таратқыштардың өсуіне сұраныстың артуы және тығыздағыштың тығыз өнімділігін дамытуға ықпал еттіОптикалық модуляторлар. Силикон негізіндегі OptoeleCtronic технологиясы (SIPH) түрлі фотоникалық компоненттерді бір чипке бір чипке қосу, ықшам және үнемді шешімдерге қосылудың перспективті алаңына айналды. Бұл мақалада 75 гбаудтың жиілігінде жұмыс істей алатын Геси Эймдер негізінде жаңа роман тасымалдаушыға арналған кремнийлік IQ модуляторын зерттейді.
Құрылғының дизайны және сипаттамалары
Ұсынылған IQ модуляторы 1 (а) суретте көрсетілгендей, үш қол құрылымын қабылдайды. Үш геси eam және үш термодан жасалған оптикалық фазалық ауысымдардан тұрады, симметриялы конфигурацияны қабылдайды. Кіріс шамы ағынды жарық ағынды муфтадан (GC) арқылы біркелкі және біркелкі үш жолға біркелкі бөлініп, 1 × 3 мультимод интерферометр (MMI) арқылы үш жолға бөлінеді. Модулятор мен фазалық ауыстырғыштан өткеннен кейін, шамды тағы 1 × 3 мм және бір режимде талшықтан (SSMF) байланыстырады.
1-сурет: (a) IQ модуляторының микроскопиялық бейнесі; (b) - (d) eo s21, жою коэффициенті, бір геси Эйрді өткізу; (д) IQ модуляторының схемалық диаграммасы және фазалық ауыстырғыштың тиісті оптикалық фазасы; (f) күрделі жазықтықта тасымалдаушыны басуды ұсыну. 1 (b) суретте көрсетілгендей, Геси Эйхтың кең электро-оптикалық өткізу қабілеті бар. 1-сурет (b) 67 ГГц оптикалық компоненттерінің анализаторын (LCA) көмегімен Gesi Eay Test құрылымының S21 параметрін өлшеді. 1 (с) және 1 (д) суреттері сәйкесінше тұрақты түрде жойылу коэффициентін (ER) спектрді әртүрлі тұрақты кернеулерде және 1555 нанометрдің толқын ұзындығында берілуін бейнелейді.
1 (e) суретте көрсетілгендей, осы дизайнның басты ерекшелігі - оптикалық тасымалдаушыларды ортаңғы қолдағы біріктірілген фазалық ауыстырғышты реттеу арқылы басу мүмкіндігі. Жоғарғы және төменгі қолдар арасындағы фазалық айырмашылық - күрделі баптау үшін қолданылады, ал күрделі баптау үшін қолданылады, ал ортаңғы қол арасындағы фазалық айырмашылық - 3 π / 4. Бұл конфигурация 1 (f) суреттің күрделі жазықтығында көрсетілгендей тасымалдаушыға деструктивті кедергілерді жасауға мүмкіндік береді.
Эксперименттік қондырғы және нәтижелер
Жоғары жылдамдықты эксперименттік қондырғы 2 (a) суретте көрсетілген. Еркін толқындық пішінді генератор (KEYSIGHT M8194A) сигнал көзі ретінде қолданылады, ал екі 60 ГГц фазасы сәйкес келетін RF күшейткіштері (интеграцияланған Bias tes), модулятор драйверлері ретінде қолданылады. Gesi eam - 2,5 В-дің кернеуі - 2,5 В, және RF-тің фазалық сымы I және Q арналары арасындағы электр фазасы сәйкес келмеуі үшін қолданылады.
2-сурет: (a) жылдамдықты эксперименттік қондырғы, (б) тасымалдаушы-тасымалдаушыларды 70 Гбауд, (с) қателер мөлшерлемесі және деректер мөлшерлемесі, (D) 70 Гбауд. Коммерциялық сыртқы қуысты лазер (ECL) пайдаланыңыз, бұл 100 кГц-нің, толқын ұзындығымен, 1555 нм, оптикалық тасымалдаушы ретінде 12 дБ-дағы қуат. Модуляциядан кейін оптикалық сигнал қосыладыЭрбиий-доппен талшықты күшейткіш(EDFA) чипті байланыстыру шығындары мен модулятордың кірістірілген залалды өтеу үшін.
Қабылдау аяқталған кезде, оптикалық спектрлік анализатор (OSA) 70 гбауд сигналы үшін 2 (b) суретте көрсетілгендей, сигнал спектрі мен тасымалдаушыларды басуды бақылайды. 90 градус оптикалық араластырғыштан және төрттен тұратын сигналдарды алу үшін қосарланған қаттылыққа арналған қосарланған ресиверді пайдаланыңыз40 ГГц теңдестірілген фотодиодтар, және 33 ГГц, 80 ГСА / S нақты уақыттағы осцилоскоп (RTO) (RTO) (RTO) (KeySight DSOZ634A). Жергілікті осциллятор (LO) айналымы 100 кГц-тегі екінші ECL көзі қолданылады. Бірыңғай поляризация жағдайында жұмыс істейтін таратқыштың арқасында аналогтық-сандық түрлендіру (ADC) үшін тек екі электрондық арна қолданылады. Деректер RTO-да жазылады және желіден тыс сандық сигналдық процессор (DSP) арқылы өңделеді.
2 (с) суретте көрсетілгендей, IQ модуляторы QPSK модуляция форматын 40 GBAUD-дан 75 GBAUD-ге дейін сынақтан өткізді. Нәтижелер 7% -дан кейін қателерді түзету (HD-FEC) шарттарының 7% -дан асты, бағамы 140 Гб / с-қа жетуі мүмкін екенін көрсетеді; 20% жұмсақ шешімдердің жағдайында қателерді түзету (SD-FEC), жылдамдық 150 ГБ / с-қа жетуі мүмкін. 70 GBAUD-дағы шоқжұлдыз диаграммасы 2 (D) суретте көрсетілген. Нәтижесінде 33 ГГц осциллокопы шектеулі, бұл шамамен 66 Гбаудтың белгісіне тең.
2 (b) суретте көрсетілгендей, қолдың үш құрылымы 30 дБ-ден асатын оптикалық тасымалдаушыларды тиімді түрде баса алады. Бұл құрылым тасымалдаушының толық жолын кесуді қажет етпейді және оны алушыларда да, сонымен қатар, Крамер Крониг (KK) қабылдағыштар сияқты сигналдарды қалпына келтіруді қажет ететін алушыларда да қолдануға болады. Тасымалдаушыны қажетті тасымалдаушыға қол жеткізу үшін орталық қол фазалы ауыстырғыш арқылы реттеуге болады (CSR).
Артықшылықтары мен қосымшалары
Дәстүрлі Mach zhnesh модулдерімен салыстырғанда (MZM модуляторлары) және басқа кремний негізіндегі OptoeleCtronic IQ модуляторлары, ұсынылған кремний IQ модуляциясы бірнеше артықшылықтарға ие. Біріншіден, бұл мөлшерде, IQ модуляторларына қарағанда 10 есе кішіZehner модуляторлары(байланыстырушы төсемдерді қоспағанда), осылайша интеграцияның тығыздығы мен чип аумағын азайтады. Екіншіден, жинақталған электродтық дизайн терминалды резисторларды пайдалануды қажет етпейді, осылайша, олар битта құрылғының сыйымдылығы мен энергиясын азайтады. Үшіншіден, тасымалдаушыны басу мүмкіндігі электр энергиясының төмендеуін, одан әрі энергия тиімділігін арттыруды барынша арттырады.
Сонымен қатар, Геси Эйшердің оптикалық өткізу қабілеті өте кең (30 нанометр), сонымен қатар микротолқынды модуляторлардың (MRMS) резонансын тұрақтандыру және синхрондау, осылайша дизайнды жеңілдетеді.
Бұл ықшам және тиімді IQ модуляторы келесі буынға, жоғары арна санауға және дата-орталықтардағы ұсақ келісілген таратқыштарға өте қолайлы, және энергияны үнемді оптикалық байланыстарға мүмкіндік береді.
Тасымалданған кремний IQ модуляторы 20% SD-FEC жағдайында деректерді беру жылдамдығы 150 Гб / с-қа дейінгі деңгейден жақсы өнімділікті ұсынады. Геси Эйхқа негізделген 3-ықшам құрылымы із-ізі, энергия тиімділігі және дизайнның қарапайымдылығы жағынан айтарлықтай артықшылықтарға ие. Бұл модулятор оптикалық тасымалдаушыны басу немесе реттеу мүмкіндігі бар және оны үйлесімді анықтауға және Крамер Кронигмен (KK) kramer Kronig (KK) kramer Kronig (КК) интеграциялануы мүмкін. Көрсетілген жетістіктер деректер орталықтары мен басқа да кен орындарында сыйымдылығы жоғары деректермен байланысуға сұраныстың жоғары интеграцияланған және тиімді оптикалық таратқыштарын жүзеге асыруға барады.
POST уақыты: қаңтар-21-2025