11 Okt Optischer Empfänger erreicht 200 Gigabit pro Sekunde
Von künstlicher Intelligenz über Cloud Computing bis hin zu 5G: Datenintensive Anwendungen halten Einzug in zahlreiche Bereiche der Industrie und viele Aspekte unseres täglichen Lebens. Um mit den heutigen und vor allem den zukünftigen Anforderungen an die Datenverarbeitung Schritt halten zu können, benötigen Rechenzentren optische Kommunikationsnetzwerke, die mit immer höheren Geschwindigkeiten arbeiten. Ein Forscherteam von IDLab, einer Imec-Forschungsgruppe an der belgischen Universität Gent, stellte nun einen optischen Empfänger vor, der eine Bruttodatenrate von 200 Gbps erreicht. „Derzeit arbeiten die leistungsstärksten optischen Transceiver für die Datenübertragung mit Geschwindigkeiten von bis zu 800 Gbit/s, wobei beispielsweise 8 x 100 Gbit/s-Kanäle verwendet werden“, berichtet Peter Ossieur, Programmmanager für Hochgeschwindigkeits-Transceiver am IDLab und Professor an der Universität Gent. „In der Branche wird jedoch eine Verdopplung der Kanalkapazität auf 200 Gbit/s angestrebt, um die Komplexität, die Kosten und den Stromverbrauch der Transceiver zu reduzieren und gleichzeitig die Produktionsausbeute zu verbessern.“
Schnell und skalierbar
Ossieur und sein Team arbeiten an integrierten Hochgeschwindigkeitsschaltungen für Photonik-Anwendungen. Erreicht haben sie die Bruttodatenrate von 200 Gbps, indem sie einen Wanderwellen-Siliziumgermanium(SiGe)-Bipolar-CMOS(BiCMOS)-Transimpedanzverstärker mit einem Silicon-Photonics-Germanium-Fotodetektor kombiniert haben. Abgesehen von der Geschwindigkeit mache die Verwendung von SiGe-BiCMOS die Technologie laut den Forschern skalierbar und damit wirtschaftlich. „Eine Alternative, um solche Geschwindigkeiten zu erreichen, ist die InP-Elektronik, eine teurere und weniger skalierbare Technologie“, erläutert Ossieur. „Mit SiGe-BiCMOS können wir mehr Funktionen integrieren und die Chips können auch in höheren Stückzahlen hergestellt werden.“
Die nächste Generation
Das Team demonstriert sein Ergebnis in einem Aufbau mit einem Silizium-Fotodetektor aus der integrierten Silizium-Photonik-Plattform (iSiPP) von Imec, die für die Telekommunikations-, Datenkommunikations- und medizinische Diagnoseindustrie bestimmt ist. Joris Van Campenhout, Fellow und Programmdirektor für optische E/A bei Imec, betont, dass der neue optische Empfänger einer der vielen Schritte ist, die imec unternimmt, um seine Silizium-Photonik-Plattformen für anspruchsvolle Anwendungen mit 200 Gbps und darüber hinaus vorzubereiten: „Diese neuesten Ergebnisse sind ein weiterer Eckpunkt, der zeigt, dass die Silizium-Photonik-Plattform (iSiPP) von imec in der Lage ist, mit Lane-Raten von 200 Gbps zu arbeiten – eine Schlüsselanforderung für zukünftige Plugable- und Co-Packaged-Optiken.“
Nahaufnahme des optischen Empfängers auf Basis von SiGe-BiCMOS von Imec. Bild: Imec
Die Arbeit wurde durch die Horizon 2020 Projekte POETICS (Nr. 871769) und NEBULA (Nr. 871658) der Europäischen Union unterstützt und wurde auf der European Conference on Optical Communication 2023 (ECOC) in Glasgow vorgestellt.
Quelle und Bild: www.imec-int.com
