Կոմպակտ սիլիկոնային օպտոէլեկտրոնայինIQ մոդուլատորԲարձր արագությամբ համահունչ հաղորդակցության համար
Տվյալների փոխանցման ավելի բարձր տոկոսադրույքների բարձրացման եւ տվյալների կենտրոններում ավելի էներգաարդյունավետ հաղորդման ավելի մեծ պահանջարկը պայմանավորվել է կոմպակտ բարձրորակ զարգացումՕպտիկական մոդուլատորներՄի շարք Silicon- ի վրա հիմնված օպտոէլեկտրոնային տեխնոլոգիան (SIPH) դարձել է հեռանկարային հարթակ `մեկ չիպի վրա տարբեր ֆոտոնիկ բաղադրիչների ինտեգրման համար, հնարավորություն տալով կոմպակտ եւ ծախսարդյունավետ լուծումներ: Այս հոդվածը կքննարկի Suppressed Silicon IQ մոդուլը, որը հիմնված է Gesi Eams- ի վրա, որը կարող է գործել հաճախականությամբ մինչեւ 75 գբաուդ:
Սարքի ձեւավորում եւ բնութագրեր
Առաջարկվող IQ մոդուլատորն ընդունում է կոմպակտ երեք բազայի կառուցվածք, ինչպես ցույց է տրված Նկար 1-ը (ա): Կազմված է երեք Gesi Eam- ից եւ Thermo օպտիկական երեք փուլից, սիմետրիկ կազմաձեւում ընդունելը: Մուտքային լույսը զուգորդվում է մանրացրած զույգի (GC) միջոցով եւ հավասարաչափ բաժանված երեք ուղիների միջոցով 1 × 3 մուլտիմոդային ինտերֆերաչափի (MMI) միջոցով: Մոդուլատորի եւ փուլային բեռնափոխադրողի միջով անցնելուց հետո լույսը վերածվում է մեկ այլ 1 × 3 MMI- ով, այնուհետեւ զուգորդվում է մեկ ռեժիմի մանրաթել (SSMF):
Գծապատկեր 1. (ա) IQ մոդուլատորի մանրադիտակային պատկերը; (բ) - (դ) EO S21, ոչնչացման հարաբերակցության սպեկտր եւ մեկ gesi eam- ի փոխանցում. ե) IQ մոդուլատի սխեմատիկ դիագրամ եւ փուլային շարժիչի համապատասխան օպտիկական փուլ; զ) փոխադրողի ճնշման ներկայացուցչությունը բարդ ինքնաթիռում: Ինչպես ցույց է տրված Նկար 1-ում (B), Gesi Eam- ը ունի էլեկտրական օպտիկական լայն թողունակություն: Գծապատկեր 1 (բ) չափել է S21- ի SEVES IEM EAM թեստի կառուցվածքի S21 պարամետրը `օգտագործելով 67 ԳՀց օպտիկական բաղադրիչ անալիզատոր (LCA): Նկարիչները 1 (գ) եւ 1 (դ) համապատասխանաբար պատկերում են ստատիկ ոչնչացման հարաբերակցությունը (ER) սպեկտրները DC տարբեր լարումներում եւ փոխանցում 1555 նանոմետր ալիքի երկարությամբ:
Ինչպես ցույց է տրված Նկար 1 (ե)-ում, այս դիզայնի հիմնական առանձնահատկությունն օպտիկական փոխադրողներին ճնշելու ունակությունն է `կարգավորելով միջին բազուկի ինտեգրված փուլային բեռնափոխադրումը: Վերին եւ ստորին զենքի միջեւ եղած փուլը π / 2 է, որն օգտագործվում է բարդ կարգաբերման համար, մինչդեռ միջին թեւի միջեւ փուլային տարբերությունը -3 π / 4 է: Այս կազմաձեւը թույլ է տալիս ապակառուցողական միջամտել փոխադրողին, ինչպես ցույց է տրված Գծապատկեր 1-ի (F) բարդ հարթությունում:
Փորձարարական կարգավորումը եւ արդյունքները
Բարձր արագությամբ փորձնական կարգավորումը ներկայացված է Նկար 2 (ա): Որպես ազդանշանային աղբյուր (Keysight M8194A) կամայական գեներատորը օգտագործվում է որպես ազդանշանային աղբյուր, եւ RF ուժեղացուցիչների հետ կապված երկու 60 Գազային փուլ (ինտեգրված կողմնակալության պատանիներ) օգտագործվում են որպես մոդուլների վարորդներ: Gesi EAM- ի կողմնակալությունը -2.5 V- ն է, իսկ RF- ի հետ կապված փուլը օգտագործվում է i եւ q ալիքների միջեւ էլեկտրական փուլային անհամապատասխանությունը նվազագույնի հասցնելու համար:
Գծապատկեր 2. Ա) բարձր արագությամբ փորձարարական կարգավորումը, (բ) 70 GBaud- ում փոխադրող ճնշումը, (գ) սխալի փոխարժեքը եւ տվյալների փոխարժեքը, (դ) համաստեղություն 70 GBaud- ում: Օգտագործեք առեւտրային արտաքին խոռոչի լազերային լազերային (ECL) 100 կՀց գծով գծով, 1555 նմ ալիքի երկարությունը, իսկ օպտիկական փոխադրողը `12 DBM: Մոդումից հետո օպտիկական ազդանշանը ուժեղացվում է `օգտագործելովԷ andium-doped մանրաթելային ուժեղացուցիչ(EDFA) փոխհատուցել չիպի զուգակցման կորուստներն ու մոդուլային ներդիրների կորուստները:
Ընդհանուր առմամբ, օպտիկական սպեկտրի անալիզատորը (OSA) վերահսկում է ազդանշանային սպեկտրը եւ փոխադրողի ճնշումը, ինչպես ցույց է տրված Գծապատկեր 2-րդ (բ) 70-ում: Ազդանշաններ ստանալու համար օգտագործեք երկակի բեւեռացման համապարփակ ստացող, որը բաղկացած է 90 աստիճանի օպտիկական խառնիչից եւ չորսից40 ԳՀց հավասարակշռված ֆոտոդիոդներեւ միացված է 33 ԳՀց 33 ԳՀ-ի, 80 GSA / S իրական ժամանակի օսկիլոսկոպ (RTO) (Keysight DSOZ634A): 100 կՀցի Linewidth- ով ECL- ի երկրորդ աղբյուրը օգտագործվում է որպես տեղական տատանում (LO): Մեկ բեւեռացման պայմաններում գործող հաղորդիչի շնորհիվ ընդամենը երկու էլեկտրոնային ալիքներ օգտագործվում են անալոգային թվային փոխարկման (ADC) համար: Տվյալները գրանցվում են RTO եւ վերամշակված `օգտագործելով անցանց թվային ազդանշանային պրոցեսոր (DSP):
Ինչպես ցույց է տրված Նկար 2-րդ (C) -ում, IQ մոդուլատորը փորձարկվել է, օգտագործելով QPSK մոդուլյացիայի ձեւաչափը 40 GBaud- ից մինչեւ 75 գբաուդ: Արդյունքները ցույց են տալիս, որ 7% ծանր որոշման առաջխաղացման սխալի շտկման (HD-FEC) պայմանների դեպքում, տոկոսադրույքը կարող է հասնել 140 ԳԲ / վ. 20% Փափուկ որոշման առաջընթացի սխալի շտկման պայմանով (SD-FEC), արագությունը կարող է հասնել 150 ԳԲ / վրկ: 70 GBaud- ի համաստեղության դիագրամը ներկայացված է Նկար 2-րդ (դ) -ում: Արդյունքը սահմանափակվում է 33 ԳՀց օսիլոսկոպի թողունակությամբ, որը համարժեք է մոտավորապես 66 գբաուդի ազդանշանային թողունակության:
Ինչպես ցույց է տրված Նկար 2-ում (B), բազկաթոռի երեք կառուցվածքը կարող է արդյունավետորեն ճնշել օպտիկական փոխադրողներին `30 դԲ-ից գերազանցող դատարկ փոխարժեքով: Այս կառույցը չի պահանջում փոխադրողի լիարժեք ճնշում եւ կարող է օգտագործվել նաեւ ստացողների մեջ, որոնք կրիչ տոննա պահանջում են վերականգնել ազդանշանները, ինչպիսիք են Կրամեր Կրոնիգ (Կ.Կ) ստացողները: Փոխադրողը կարող է ճշգրտվել կենտրոնական բազայի փուլային շարժիչի միջոցով `ցանկալի փոխադրողին` կողային ցանցի հարաբերակցությունը (CSR):
Առավելություններ եւ ծրագրեր
Համեմատված ավանդական Mach Zehnder մոդուլատորների հետ (MZM մոդուլատորներ) եւ սիլիկոնային օպտոէլեկտրոնային IQ մոդուլատորներ, առաջարկվող սիլիկոն IQ մոդուլատորն ունի բազմաթիվ առավելություններ: Նախ եւ առաջ, այն կազմում է չափի, ավելի քան 10 անգամ ավելի փոքր, քան IQ մոդուլատորներ, որոնք հիմնված ենMach Zehnder Modulators(բացառությամբ կապի բարձիկների), դրանով իսկ ավելացնելով ինտեգրման խտությունը եւ կրճատումը չիպի տարածքը: Երկրորդ, Stacked Electrode Design- ը չի պահանջում տերմինալային դիմադրիչների օգտագործում, դրանով իսկ նվազեցնելով սարքի հզորությունը եւ էներգիան մեկ բիտով: Երրորդ, փոխադրողի ճնշման հնարավորությունը առավելագույնի հասցնում է փոխանցման էներգիայի կրճատումը, էներգաարդյունավետության հետագա բարելավումը:
Բացի այդ, Gesi Eam- ի օպտիկական թողունակությունը շատ լայն է (ավելի քան 30 նանոմետր), վերացնելով բազմաֆունկցիոնալ հետադարձ կապի ստուգման սխեմաների եւ պրոցեսորների անհրաժեշտությունը `միկրոալիքային մոդուլատների (MRMS) ռեզոնանսը կայունացնելու եւ համաժամեցնելու համար:
IQ այս կոմպակտ եւ արդյունավետ մոդուլատորը խիստ հարմար է հաջորդ սերնդի, բարձր ալիքի հաշվարկի եւ տվյալների կենտրոններում փոքր համահունչ հաղորդիչների համար, ինչը հնարավորություն է տալիս ավելի բարձր կարողությունների եւ էներգաարդյունավետ օպտիկական հաղորդակցություն:
Փոխադրողի ճնշված սիլիկոն IQ մոդուլը հիանալի կատարում է գերազանց ներկայացում, տվյալների փոխանցման տեմպերով մինչեւ 150 ԳԲ / վ արագությամբ `20% SD-FEC- ի պայմաններով: Gesi Eam- ի հիման վրա դրա կոմպակտ 3-բազում կառուցվածքը զգալի առավելություններ ունի ոտնահետքերի, էներգաարդյունավետության եւ ձեւավորման պարզության առումով: Այս մոդուլատորը օպտիկական փոխադրողին ճնշելու կամ կարգավորելու ունակություն ունի եւ կարող է ինտեգրվել համապարփակ հայտնաբերման եւ Կրամեր Կրոնիգի (Կ.Կ) հայտնաբերման սխեմաների հետ բազմամակարդակի կոմպակտ համակցված հաղորդակցման համար: The ուցադրված նվաճումները քշում են բարձր ինտեգրված եւ արդյունավետ օպտիկական փոխանցիչների իրականացում `տվյալների կենտրոններում եւ այլ ոլորտներում բարձր կարողությունների տվյալների հաղորդակցության աճող պահանջարկը բավարարելու համար:
Ժամանակը `Jan-21-2025