R&D bakgrunnur
Undir almennri þróun upplýsingasamfélagsins mun heildarmagn upplýsinga sem myndast af mönnum og vélum halda áfram að vaxa veldishraða um 50-60% á ári á næstu 15 árum. Hvort ljósleiðaranetið geti veitt þá samskiptagetu sem þarf fyrir örum vexti fjöldaupplýsingaflutnings í framtíðinni er grundvallaratriði sem tengist sjálfbærni upplýsingatækniþróunar. Lykiláskorunin sem það stendur frammi fyrir er hvernig á að stækka stöðugt sjónrásarbandbreidd og merki-til-suð hlutfall til að bæta upplýsingaflutningsgetu, á sama tíma, ekki aðeins að draga úr orkunotkun á hverja einingu afkastagetu, heldur einnig draga enn frekar úr heildarorku. neyslu rásarinnar og þannig snúið við þeirri heildarþróun að orkunotkun eykst með upplýsingamagni. Líkamleg vélbúnaðartækni sem táknuð er með sjónrænum flísum og tækjum er helsta byltingin til að leysa ofangreindar helstu tæknilegar áskoranir og hálsvandamál.
Með því að auka táknhraða (baud-hraða) ljósleiðarasendingar getur það dregið verulega úr fjölda flísa og tækja við sendingarenda ljósleiðarasamskipta. Það er mikilvæg leið til að auka hraða, draga úr orkunotkun og stjórna kostnaði við ljósleiðarasamskiptanet. Sem stendur notar samhangandi sjónflutningskerfið stafræna merkjavinnslu (DSP) flís 7nm vinnsluhnút, sem getur stutt 800Gbit/s gagnaflutningshraða með mótunarkóða gerðinni 96G baud táknhraða og 64QAM. Næsta kynslóð flutningskerfis samþykkir 5nm DSP, 130G baud táknhraða, QPSK mótunarkóðategund og getur stutt langlínusendingar með 400Gbit/s gagnahraða upp á 1500km. Hvort næsta skref geti áttað sig á samfelldu sjónsamskiptakerfi með táknhraða sem fer yfir 200G baud hefur orðið í brennidepli iðnaðarins. Lykillinn liggur í því hvort sjón- og örrafeindaflísar geti brotist í gegnum núverandi frammistöðu flöskuháls. Rafsjónamælirinn með ofurstórri raf-sjónrænni bandbreidd sem er meira en 100GHz og ofurlág drifspenna sem er innan við 1V er kjarnalykil sjónræna flísin til að ná þessu markmiði.
Helstu nýjungar
Í janúar 2022 birti Sun Yat sen háskólinn, í samvinnu við Huawei, heimsins fyrsta skautun margfaldaða samhangandi ljósmótara flís sem byggist á litíumníóbatfilmu (M. Xu, o.fl. Enn eru margar áskoranir til að hækka baudratann yfir 200Gbaud. Allir sjónrænir íhlutir kerfisins þurfa að hafa nægilega bandbreidd og amplitude rafdrifsmerkisins við háan baudratahraða er aðeins 100 millivolt, sem setur fram strangar kröfur um raf-sjónræna mótaraflís og prófunartæki.
Á grundvelli ofangreindrar vinnu mynduðu Niobium Austria Optoelectronics, Sun Yat sen University, Bell Laboratory (Frakkland), III-V Laboratory (Frakkland) og Zede Technology sameiginlegt rannsóknar- og þróunarteymi til að hagræða og hanna sjónhönnun og örbylgjuofn enn frekar. hönnun á litíumníóbatfilmu raf-sjónstýringu, notaðu kvars hvarfefni til að ná ofurlítið örbylgjutap og notaðu rafrýmd ferðabylgjurafskaut til að ná samstilltri flutningi á örbylgjuhraða og ljósbylgjuhraða, hágæða tvískautun samfellt ljós mótunartæki með 3dB raf-sjónbandbreidd allt að 110 GHz og hálfbylgjuspennu allt að 1 V hefur verið þróað með góðum árangri, eins og sýnt er á mynd 1. Til að framkvæma stöðugar sendingartilraunir, lauk Niobio Optoelectronics einnig við tengingu lágtaps ljóss. trefjafylki og mótaraflís, og áttaði sig á umbúðareiningunni sem getur raðað RF tengi á sveigjanlegan hátt.
Litíum níóbat Þunnt Film IQ Modulator
Sameiginlega teymið áttaði sig ennfremur á 260G ofurháum flutningshraða DP-QPSK mótun (eins og sýnt er á mynd 2) og sýndi 100 km einhams ljósleiðarasendingu með því að nota hæsta afkastamikla handahófskennda bylgjuform rafallinn (AWG), Deutsch M8199B frumgerð, með sýnatökuhraða allt að 260Gsa/s og bandbreidd yfir 75GHz. Ennfremur er 185G baud PCS-64QAM hágæða mótunarsniðið notað til að ná 1,84 Tb/s aðgengilegu upplýsingahlutfalli (AIR) (eins og sýnt er á mynd 3). Framúrskarandi frammistaða litíumníóbatfilmumótara, eins og stór bandbreidd og lág drifspenna, gerir það óþarft að nota ólínulegan DSP reiknirit og MLSE tónjafnara með flóknu reikniriti í sendingartilraunum, og skapar þannig skrá yfir heildstæða sjónsendingu aftur með lægri DSP flókið og orkunotkun.
Þessi vinna sýnir núverandi hæsta samskiptahraða ljósleiðara
