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
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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。

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。

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。

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