Kwa mawasiliano ya kasi ya mawasiliano ya compact compact silicon-msingi optoelectronic IQ

Compact Silicon-msingi optoelectronicModeli ya IQKwa mawasiliano ya kasi ya juu
Mahitaji yanayoongezeka ya viwango vya juu vya maambukizi ya data na transceivers yenye ufanisi zaidi katika vituo vya data imesababisha maendeleo ya utendaji wa hali ya juuModulators za macho. Teknolojia ya Optoelectronic ya Silicon (SIPH) imekuwa jukwaa la kuahidi la kuunganisha vifaa anuwai vya picha kwenye chip moja, kuwezesha suluhisho za gharama kubwa na za gharama kubwa. Nakala hii itachunguza riwaya ya riwaya iliyokandamiza modeli ya Silicon IQ kulingana na GESI EAMS, ambayo inaweza kufanya kazi kwa mzunguko wa hadi 75 Gbaud.
Ubunifu wa kifaa na sifa
Modeli ya IQ iliyopendekezwa inachukua muundo wa mkono wa tatu, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 1 (a). Inaundwa na tatu za GESI EAM na mabadiliko matatu ya awamu ya macho ya Thermo, kupitisha usanidi wa ulinganifu. Taa ya pembejeo imeunganishwa ndani ya chip kupitia coupler ya grating (GC) na imegawanywa kwa njia tatu kupitia 1 × 3 multimode interferometer (MMI). Baada ya kupita kwenye modulator na mabadiliko ya awamu, taa hubadilishwa tena na 1 × 3 mmi na kisha kuunganishwa na nyuzi ya mode moja (SSMF).


Kielelezo 1: (a) picha ya microscopic ya moduli ya IQ; . . (F) Uwakilishi wa kukandamiza wabebaji kwenye ndege ngumu. Kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 1 (b), GESI EAM ina bandwidth pana ya umeme. Kielelezo 1 (b) kilipima paramu ya S21 ya muundo mmoja wa mtihani wa GESI EAM kwa kutumia uchambuzi wa sehemu ya 67 ya GHz (LCA). Kielelezo 1 (c) na 1 (d) mtawaliwa kinaonyesha uwiano wa kutoweka kwa kiwango cha (ER) kwa voltages tofauti za DC na maambukizi kwa nguvu ya nanometers 1555.
Kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 1 (e), kipengele kikuu cha muundo huu ni uwezo wa kukandamiza wabebaji wa macho kwa kurekebisha mabadiliko ya sehemu iliyojumuishwa katika mkono wa kati. Tofauti ya awamu kati ya mikono ya juu na ya chini ni π/2, inayotumika kwa tuning ngumu, wakati tofauti ya awamu kati ya mkono wa kati ni -3 π/4. Usanidi huu huruhusu kuingiliwa kwa uharibifu kwa mtoaji, kama inavyoonyeshwa kwenye ndege tata ya Kielelezo 1 (f).
Usanidi wa majaribio na matokeo
Usanidi wa majaribio ya kasi ya juu unaonyeshwa kwenye Mchoro 2 (a). Jenereta ya wimbi la kiholela (KeySight M8194a) hutumika kama chanzo cha ishara, na amplifiers mbili za RF 60 zinazofanana na RF (zilizo na upendeleo wa upendeleo) hutumiwa kama madereva wa moduli. Voltage ya upendeleo wa GESI EAM ni -2.5 V, na awamu inayofanana ya RF hutumiwa kupunguza mismatch ya awamu ya umeme kati ya njia za I na Q.
Kielelezo 2: (a) Usanidi wa majaribio ya kasi ya juu, (b) kukandamiza kubeba kwa 70 GBAUD, (c) kiwango cha makosa na kiwango cha data, (d) Constellation saa 70 GBAUD. Tumia laser ya nje ya kibiashara (ECL) na mstari wa 100 kHz, wimbi la 1555 nm, na nguvu ya dBm 12 kama mtoaji wa macho. Baada ya moduli, ishara ya macho inakuzwa kwa kutumiaErbium-doped nyuzi amplifier.
Mwishowe, Mchanganuzi wa Optical Spectrum (OSA) hufuatilia wigo wa ishara na kukandamiza wabebaji, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2 (b) kwa ishara ya 70 ya GBAUD. Tumia mpokeaji mzuri wa polarization kupokea ishara, ambazo zina mchanganyiko wa macho wa digrii 90 na nne40 GHz picha za usawa, na imeunganishwa na 33 GHz, 80 GSA/S halisi ya wakati wa oscilloscope (RTO) (Keysight DSOZ634A). Chanzo cha pili cha ECL kilicho na mstari wa kHz 100 hutumiwa kama oscillator ya ndani (LO). Kwa sababu ya transmitter inayofanya kazi chini ya hali moja ya polarization, njia mbili tu za elektroniki hutumiwa kwa ubadilishaji wa analog-hadi-dijiti (ADC). Takwimu hizo zimerekodiwa kwenye RTO na kusindika kwa kutumia processor ya ishara ya dijiti ya nje ya mkondo (DSP).
Kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2 (c), modeli ya IQ ilijaribiwa kwa kutumia fomati ya moduli ya QPSK kutoka 40 GBAUD hadi 75 GBAUD. Matokeo yanaonyesha kuwa chini ya hali ya 7% ya uamuzi wa mbele (HD-FEC), kiwango kinaweza kufikia 140 GB/s; Chini ya hali ya urekebishaji wa makosa ya mbele ya 20% (SD-FEC), kasi inaweza kufikia 150 GB/s. Mchoro wa nyota katika Gbaud 70 umeonyeshwa kwenye Mchoro 2 (d). Matokeo yake ni mdogo na bandwidth ya oscilloscope ya 33 GHz, ambayo ni sawa na bandwidth ya ishara ya takriban 66 Gbaud.


Kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2 (b), muundo wa ARM tatu unaweza kukandamiza vyema vibebaji vya macho na kiwango cha kuzidi zaidi ya 30 dB. Muundo huu hauitaji kukandamiza kamili kwa mtoaji na pia inaweza kutumika katika wapokeaji ambao wanahitaji tani za wabebaji kupata ishara, kama vile wapokeaji wa Kramer Kronig (KK). Mtoa huduma anaweza kubadilishwa kupitia kibadilishaji cha sehemu ya mkono wa kati ili kufikia mtoaji anayetaka kwa uwiano wa upande (CSR).
Faida na matumizi
Ikilinganishwa na modulators za jadi za Mach Zehnder (Modulators za MZM) na modulators zingine za msingi wa optoelectronic IQ, modeli ya Silicon IQ inayopendekezwa ina faida nyingi. Kwanza, ni sawa kwa ukubwa, zaidi ya mara 10 kuliko modulators za IQ kulingana naMach Zehnder Modulators(ukiondoa pedi za dhamana), na hivyo kuongeza wiani wa ujumuishaji na kupunguza eneo la chip. Pili, muundo wa elektroni uliowekwa hauitaji matumizi ya wapinzani wa terminal, na hivyo kupunguza uwezo wa kifaa na nishati kwa kidogo. Tatu, uwezo wa kukandamiza wabebaji huongeza kupunguzwa kwa nguvu ya maambukizi, kuboresha ufanisi zaidi wa nishati.
Kwa kuongezea, upelekaji wa macho wa GESI EAM ni pana sana (zaidi ya nanometers 30), kuondoa hitaji la mizunguko ya udhibiti wa maoni ya vituo vingi na wasindikaji ili kuleta utulivu na kusawazisha resonance ya modulators za microwave (MRMS), na hivyo kurahisisha muundo.
Modulator hii ngumu na yenye ufanisi ya IQ inafaa sana kwa kizazi kijacho, hesabu kubwa ya kituo, na transceivers ndogo madhubuti katika vituo vya data, kuwezesha uwezo wa juu na mawasiliano ya macho yenye ufanisi zaidi.
Mtoaji wa modeli ya Silicon IQ anaonyesha utendaji bora, na kiwango cha maambukizi ya data ya hadi 150 GB/s chini ya hali ya 20% SD-FEC. Muundo wake wa 3-mkono kulingana na GESI EAM una faida kubwa katika suala la alama ya miguu, ufanisi wa nishati, na unyenyekevu wa muundo. Modeli hii ina uwezo wa kukandamiza au kurekebisha mtoaji wa macho na inaweza kuunganishwa na kugundua kwa kushikamana na miradi ya kugundua ya Kronig (KK) kwa transceivers za safu nyingi. Mafanikio yaliyoonyeshwa yanaongoza utambuzi wa transceivers za macho zilizojumuishwa sana na zenye ufanisi kukidhi mahitaji ya kuongezeka kwa mawasiliano ya data ya hali ya juu katika vituo vya data na nyanja zingine.


Wakati wa chapisho: Jan-21-2025