CEA-Leti 光纖 光模組 光通訊 COSMICC CWDM WDM 資料中心 超級電腦 HPC SiN Si PWG

CEA-Leti實現矽光子100Gb/s傳輸

2020-06-29
法國電子暨資訊技術實驗室(CEA-Leti)日前宣布,其所參與的COSMICC聯盟展示了粗波長多工(CWDM)光收發器模組,該模組傳輸速率為每條光纖100Gb/s,並且在晶片上整合了低功耗晶片,以因應資通訊不斷成長的需求及資料中心,並減少超級電腦花在傳送資料上的功耗。

CEA-Leti科學家Ségolène Olivier表示,新模組的光調變器及接收器以50Gb/s的速度研發,加上與電子裝置整合,實現了低功耗100Gb/s的收發器模組。同時,該模組可滿足收發器針對低成本及功耗的需求,進而維持資料中心及高效能運算(High Performance Computing, HPC)系統中資料傳輸量指數成長的趨勢。

本次由COSMICC聯盟主導的EU H2020專案,研發可實現200Gb/s或能達更高傳輸速率的成果,且毋須透過四個50Gb/s波長控制溫度而聚合大量的光纖。其中的關鍵在於突破矽晶片上氮化矽(SiN)多工器(Multiplexing Component)於頻寬及溫度的限制,將Si/SiN晶片上的III-V雷射發射器與多束絕熱式光纖耦合(High-count Adiabatic Fiber-coupling)技術,藉由SiN及聚合物波導(Polymer Waveguide, PWG)整合。

以意法半導體(ST)的矽光子整合平台作為起點,COSMICC的專案於封裝模組中以每條光纖100Gb/s的速度開發了一種CWDM矽光子收發器,其可擴展至400Gb/s,並包括矽晶片及其電子控制晶片的3D組裝。該晶片整合50Gb/s NRZ光調變器及接收器,以及雙通道CWDM多工器/多工解訊器。而經優化的電子控制元件可以50Gb/s的資料傳輸速率,將每個通道的能耗降至5.7 pJ/bit。

總括而言,由於該矽光子平台消除對溫度控制的需求,大幅降低收發器成本、功耗及改善封裝複雜性,同時針對達每秒太位元(Tb/s)的高群集資料(Aggregated Data)傳輸速率加以精進,因此可望實現資料中心的高速傳輸,亦有助於降低大型資料中心的熱能輸出暨冷卻成本。

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