日本開發新磷化銦小型光發射器,實現高速資料傳輸Breaking Barriers: New Data Speed Record Set on Optical Fiber

2024-03-21 10:31:00    編輯: Daisy Chuang
導讀 居家上班伴隨的視訊、網路會議需求愈來愈高,數據容量要求也水漲船高,隨著資料流量增加,我們迫切需要更小型的光發射器和接收器,能夠處理複雜且多層次的頻率調變,才可以實現更高的資料傳輸速度。 為了滿足現代...


居家上班伴隨的視訊、網路會議需求愈來愈高,數據容量要求也水漲船高,隨著資料流量增加,我們迫切需要更小型的光發射器和接收器,能夠處理複雜且多層次的頻率調變,才可以實現更高的資料傳輸速度。

為了滿足現代人的需求,研究人員已經開發出新型小型磷化銦(InP)同調驅動調變器(coherent driver modulator,CDM)。其中 CDM 是光通訊系統中的光發射器,能夠在光纖傳輸之前,透過調變光的振幅和相位將資訊放置在光上,而新型 CDM,可以實現破紀錄的高鮑率和每波長傳輸容量。

日本 NTT Innovative Devices  的尾崎常祐(Josuke Ozaki)表示,隨著視訊和網路會議服務等數據容量需求不斷增加,未來將推出更多且多彩的生活服務。為此也需要提高後台光傳輸系統的總資料傳輸速率,倘若光傳輸容量不足,難實現更便利的新業務。

資料傳輸速度的一個重要指標為「鮑率(baud rate)」,表示通訊頻道中每秒發生的訊號變化次數,也可以表示頻道容量。鮑率越高,每個頻道所需的調變訊號頻寬就越大。好比支援 Wi-Fi 設備的是在 C 頻段, 4~8 GHz 之間的頻率,目前用於衛星通信、雷達系統等,用量增加 C 頻段中可用的通道數就會減少,因此要開始拓展到 L 波段(1~2 GHz),統稱 C+L 波段。

過去半導體 InP 調製器有著出色的光學和射頻特性,現在研究人員更開發新型的 InP 調變晶片,最佳化半導體層和波導結構,能在更廣泛的波長內工作,打造世界上第一個採用 InP 調變器晶片的 CDM,不僅能在 C+L 波段傳輸,封裝體尺寸僅 11.9 × 29.8 × 4.35 立方公釐。

在 C+L 頻段,新型 CDM 的電光 3dB 頻寬超過 90GHz,最大傳輸插入損耗(insertion loss)小於 8dB,消光比(extinction ratio)達到 28dB 以上。研究人員還在實驗中應用了他們的新 CDM,用 180 Gbaud 144 級正交幅度調變(PCS-144QAM)訊號,在 C+L 波段 80 公裏標準單模光纖上展示了前所未有的 1.8Tbps 淨位元速率。據

這是 InP CDM 首次證明可以在 C+L 頻段運行,每波長傳輸容量也創下世界紀錄。目前團隊已經準備好 CDM  Alpha,尾崎指出,下一步是提高鮑率,實現更高的傳輸速度,要找到新的調變器結構和組裝配置,以更低的功耗和更小的尺寸實現更高的電光頻寬。

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