面向数据中心互连的4:1硅光子串行器，实现104 Gbaud OOK与PAM4传输

DOI：10.1109/JLT.2019.2897401 期刊：Journal of Lightwave Technology 出版年份：2019 更新时间：2026-01-09 18:44:49

摘要： 面向数据中心应用的下一代光互连技术正朝着0.8Tb/s或1.6Tb/s速率发展，单激光器源的100G波特率发射机将成为必备组件。然而这些通道速率需要70GHz以上的带宽，相比当前最快的53G波特率PAM-4光互连技术，对电学和光学器件的带宽要求将翻倍。本文提出一种集成化4:1光串行器拓扑结构，仅需发射端四分之一速率器件即可实现104G波特率NRZ与PAM-4传输。我们展示了采用四个GeSi电吸收调制器在1公里单模光纤上实现104(208)Gbps OOK(PAM4)传输。对于104G波特率OOK信号可获得清晰眼图，而PAM-4性能受限于电吸收调制器的非线性电光转换特性。但通过在电驱动端增加预加重处理，或采用我们先前演示的光学DAC拓扑结构（由两个存在90°相位差的并行电吸收调制器构成）替代单调制器，可显著改善传输效果。此外，我们还探讨了基于现有演示系统，通过单锁模激光器构建四通道发射机（4×208Gb/s）实现832Gb/s传输速率的可能性。

作者： Michael Vanhoecke，Jochem Verbist，Mads Lillieholm，Srinivasan Ashwyn Srinivasan，Peter De Heyn，Joris Van Campenhout，Michael Galili，Leif Katsuo Oxenloewe，Xin Yin，Johan Bauwelinck，Gunther Roelkens

AI智能分析

纠错

研究概述实验方案设备清单

研究目的

提出一种集成化的4:1光串行器拓扑结构，仅需在发射端使用四分之一速率器件即可实现104 Gbaud NRZ和PAM-4传输，满足数据中心下一代光互连的带宽需求。

研究成果

集成的4:1光串行器拓扑结构成功展示了使用四分之一速率元件实现104 Gbaud的OOK和PAM-4传输，其中OOK眼图清晰可辨，但PAM-4因EAM非线性存在性能限制。通过预加重或光DAC拓扑结构的未来改进可提升PAM-4性能，扩展至四通道发射器可实现高达832 Gb/s的传输速率。

研究不足

PAM-4的性能受限于EAM的非线性电/光转换函数。这一限制会影响信号质量，可能需要采用预加重等附加技术或替代调制器拓扑结构才能获得更好效果。

SCI高频之选

查看全部>

ZEISS LSM 990 Spectral Multiplex
310

型号：ZEISS LSM 990 Spectral Multiplex

厂家：Carl Zeiss Microscopy GmbH

智能分析： ZEISS LSM 990 Spectral Multiplex是一款定位于高端科研机构的光谱成像系统，具有卓越的光谱分辨率和自动化功能，适用于复杂的生物、医学及材料科学实验。其高效的荧光标签分离能力和多功能自动化设计为用户提供了强大的实验支持。然而，高昂的价格和一定的学习曲线可能对中小型实验室构成挑战。总体而言，这是一款性能优越、适应性强的高端实验设备。
获取实验方案
Evolution 300 UV-Vis Spectrophotometer
341

型号：Evolution 300

厂家：Thermo Fisher Scientific

智能分析： Evolution 300紫外可见分光光度计是一款性能卓越的实验室光谱仪，适用于生命科学、材料科学、制药和光谱分析等多种应用领域。其高精度光学设计和宽广的波长范围使其在精密实验中表现出色，同时快速启动和智能附件提升了使用便利性。然而，其设备重量和技术维护需求可能对使用环境有一定限制。总体而言，这是一款可靠且高效的光谱分析工具，适合高要求的实验室应用。
获取实验方案
Nicolet iS50 FTIR Spectrometer
790

型号：Nicolet iS50

厂家：Thermo Fisher Scientific

智能分析： Nicolet iS50 FTIR光谱仪是一款高性能的多功能材料分析工作站，适用于材料科学、制药、化学研究等领域。其多种模块化扩展和高光学性能使其在复杂应用中表现出色，但较高的重量和潜在的高成本可能对某些用户造成限制。总体而言，该产品具备强大的性能和灵活性，是高端光谱分析的理想选择。
获取实验方案
Nicolet iS10 FTIR Spectrometer
790

型号：Nicolet iS10

厂家：Thermo Fisher Scientific

智能分析： Nicolet iS10傅立叶变换红外光谱仪是一款高性能、多功能的红外光谱分析仪，适用于材料验证、质量控制、故障分析等多种应用场景。其高光谱分辨率、优异的信噪比以及广泛的样品兼容性使其成为实验室分析的不二之选。同时，自动化功能和卓越的数据安全性增加了用户的便利性和可靠性。然而，其高成本和一定的学习曲线可能对部分用户产生影响。综合来看，这是一款性能优越且可靠的光谱分析设备，非常适合对精度和效率要求较高的用户。
获取实验方案
Cary 50 Spectrophotometer
1440

型号：Cary 50

厂家：Agilent Technologies Inc

智能分析： Cary 50分光光度计是一款由安捷伦科技公司推出的高性能光谱分析仪器，专注于实验室光谱分析、化学研究、生物领域等多种应用。其高精度检测能力、紧凑设计以及低功耗特性使其成为实验室的理想选择。然而，产品重量较重以及某些接口适配问题可能对运输和安装造成一定挑战。总体来说，Cary 50是一款性能优异、兼容性较强的分光光度计，适合对精确光谱分析有高需求的用户使用。
获取实验方案
Lambda 25 UV/Visible Spectrophotometer
2459

型号：Lambda 25

厂家：PerkinElmer Inc

智能分析： Lambda 25紫外可见分光光度计是PerkinElmer公司推出的一款高性能光谱分析仪器，特别适合对精度和稳定性要求较高的实验室应用。其采用双光束光学设计和高品质光学元件，具备良好的波长准确度、光度重复性和光学稳定性，适用于化学、生物医学、环境监测等领域。尽管其重量较大且带宽固定，但这些缺点可被其卓越的性能所弥补。总体而言，Lambda 25 是一款功能强大且可靠的光谱仪器，非常适合需要高精度分析的用户。
获取实验方案