हाय-स्पीड सुसंगत संप्रेषण कॉम्पॅक्ट सिलिकॉन-आधारित ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक आयक्यू मॉड्युलेटरसाठी

कॉम्पॅक्ट सिलिकॉन-आधारित ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिकआयक्यू मॉड्युलेटरहाय-स्पीड सुसंगत संप्रेषणासाठी
डेटा सेंटरमधील उच्च डेटा ट्रान्समिशन दर आणि अधिक ऊर्जा-कार्यक्षम ट्रान्ससीव्हर्सची वाढती मागणी कॉम्पॅक्ट उच्च-कार्यक्षमतेचा विकास करतेऑप्टिकल मॉड्युलेटर? सिलिकॉन आधारित ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक टेक्नॉलॉजी (एसआयपीएच) एका चिपवर विविध फोटॉनिक घटक एकत्रित करण्यासाठी एक आशादायक व्यासपीठ बनले आहे, कॉम्पॅक्ट आणि खर्च-प्रभावी समाधान सक्षम करते. हा लेख gesi eams वर आधारित सिलिकॉन आयक्यू मॉड्यूलेटर एक कादंबरी वाहक दडपलेला आहे, जो 75 जीबीड पर्यंतच्या वारंवारतेवर कार्य करू शकतो.
डिव्हाइस डिझाइन आणि वैशिष्ट्ये
आकृती 1 (ए) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे प्रस्तावित बुद्ध्यांक मॉड्युलेटर कॉम्पॅक्ट तीन आर्म स्ट्रक्चर स्वीकारते. सममितीय कॉन्फिगरेशनचा अवलंब करून तीन जीईएसआय ईएएम आणि तीन थर्मो ऑप्टिकल फेज शिफ्टर्स बनलेले. इनपुट लाइट चिपमध्ये ग्रेटिंग कपलर (जीसी) च्या माध्यमातून जोडले जाते आणि 1 × 3 मल्टीमोड इंटरफेरोमीटर (एमएमआय) द्वारे समान रीतीने तीन मार्गांमध्ये विभागले जाते. मॉड्युलेटर आणि फेज शिफ्टरमधून गेल्यानंतर, प्रकाश दुसर्‍या 1 × 3 एमएमआयने पुन्हा तयार केला आणि नंतर सिंगल-मोड फायबर (एसएसएमएफ) मध्ये जोडला.

आकृती 1: (अ) आयक्यू मॉड्युलेटरची सूक्ष्म प्रतिमा; . (इ) आयक्यू मॉड्युलेटरचे योजनाबद्ध आकृती आणि फेज शिफ्टरचा संबंधित ऑप्टिकल फेज; (फ) जटिल विमानात वाहक दडपशाहीचे प्रतिनिधित्व. आकृती 1 (बी) मध्ये दर्शविल्यानुसार, गेसी ईएएममध्ये विस्तृत इलेक्ट्रो-ऑप्टिक बँडविड्थ आहे. आकृती 1 (बी) 67 जीएचझेड ऑप्टिकल घटक विश्लेषक (एलसीए) वापरून एकाच जीईएसआय ईएएम चाचणी संरचनेचे एस 21 पॅरामीटर मोजले. आकडेवारी १ (सी) आणि १ (डी) मध्ये अनुक्रमे वेगवेगळ्या डीसी व्होल्टेजवर स्थिर विलोपन प्रमाण (ईआर) स्पेक्ट्रा आणि 1555 नॅनोमीटरच्या तरंगलांबीवर प्रसारण दर्शविले गेले आहे.
आकृती 1 (ई) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, या डिझाइनचे मुख्य वैशिष्ट्य म्हणजे मध्यम आर्ममध्ये एकात्मिक फेज शिफ्टर समायोजित करून ऑप्टिकल वाहक दडपण्याची क्षमता. वरच्या आणि खालच्या हातांमधील टप्प्यातील फरक π/2 आहे, जो जटिल ट्यूनिंगसाठी वापरला जातो, तर मध्यम आर्ममधील टप्प्यातील फरक -3 π/4 आहे. आकृती 1 (एफ) च्या जटिल विमानात दर्शविल्याप्रमाणे, हे कॉन्फिगरेशन कॅरियरमध्ये विध्वंसक हस्तक्षेप करण्यास अनुमती देते.
प्रायोगिक सेटअप आणि परिणाम
हाय-स्पीड प्रायोगिक सेटअप आकृती 2 (अ) मध्ये दर्शविले आहे. एक अनियंत्रित वेव्हफॉर्म जनरेटर (कीसाईट एम 8194 ए) सिग्नल स्रोत म्हणून वापरला जातो आणि दोन 60 जीएचझेड फेज जुळणारे आरएफ एम्पलीफायर (एकात्मिक बायस टीजसह) मॉड्युलेटर ड्रायव्हर्स म्हणून वापरले जातात. Gesi EAM चे पूर्वाग्रह व्होल्टेज -2.5 व्ही आहे आणि एक टप्पा जुळलेला आरएफ केबल आय आणि क्यू चॅनेल दरम्यान विद्युत् टप्प्यातील जुळणी कमी करण्यासाठी वापरला जातो.
आकृती 2: (अ) हाय स्पीड प्रायोगिक सेटअप, (बी) 70 जीबीएडवर कॅरियर दडपशाही, (सी) त्रुटी दर आणि डेटा दर, (डी) 70 जीबीएडवरील नक्षत्र. 100 केएचझेडची लाइनविड्थ, 1555 एनएमची तरंगलांबी आणि ऑप्टिकल कॅरियर म्हणून 12 डीबीएमची शक्ती असलेले व्यावसायिक बाह्य पोकळी लेसर (ईसीएल) वापरा. मॉड्यूलेशननंतर, ऑप्टिकल सिग्नल एक वापरून वाढविला जातोएर्बियम-डोप्ड फायबर एम्पलीफायर(ईडीएफए) ऑन-चिप कपलिंग तोटा आणि मॉड्युलेटर इन्सर्टेशन लॉसची भरपाई करण्यासाठी.
प्राप्त झाल्यावर, ऑप्टिकल स्पेक्ट्रम विश्लेषक (ओएसए) 70 जीबीएड सिग्नलसाठी आकृती 2 (बी) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे सिग्नल स्पेक्ट्रम आणि कॅरियर दडपशाहीचे परीक्षण करते. सिग्नल प्राप्त करण्यासाठी दुहेरी ध्रुवीकरण सुसंगत रिसीव्हर वापरा, ज्यामध्ये 90 डिग्री ऑप्टिकल मिक्सर आणि चार असतात40 गीगाहर्ट्झ संतुलित फोटोडिओड्स, आणि 33 जीएचझेड, 80 जीएसए/एस रीअल-टाइम ऑसिलोस्कोप (आरटीओ) (कीसाईट डीएसओझेड 634 ए) शी जोडलेले आहे. 100 केएचझेडच्या लाइनविड्थसह दुसरा ईसीएल स्त्रोत स्थानिक ऑसीलेटर (एलओ) म्हणून वापरला जातो. एकाच ध्रुवीकरणाच्या परिस्थितीत कार्यरत ट्रान्समीटरमुळे, केवळ दोन इलेक्ट्रॉनिक चॅनेल अ‍ॅनालॉग-टू-डिजिटल रूपांतरण (एडीसी) साठी वापरली जातात. डेटा आरटीओवर रेकॉर्ड केला जातो आणि ऑफलाइन डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर (डीएसपी) वापरून प्रक्रिया केली जाते.
आकृती 2 (सी) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, आयक्यू मॉड्युलेटरची चाचणी 40 जीबीएड ते 75 जीबीओडपासून क्यूपीएसके मॉड्यूलेशन स्वरूपात केली गेली. परिणाम असे सूचित करतात की 7% हार्ड निर्णय फॉरवर्ड एरर सुधार (एचडी-एफईसी) अटींमध्ये दर 140 जीबी/से पर्यंत पोहोचू शकतो; 20% मऊ निर्णय फॉरवर्ड एरर सुधार (एसडी-एफईसी) च्या स्थितीत, वेग 150 जीबी/से पर्यंत पोहोचू शकतो. 70 जीबीएडवरील नक्षत्र आकृती आकृती 2 (डी) मध्ये दर्शविली आहे. याचा परिणाम 33 जीएचझेडच्या ऑसिलोस्कोप बँडविड्थद्वारे मर्यादित आहे, जो अंदाजे 66 जीबीएडच्या सिग्नल बँडविड्थच्या समतुल्य आहे.

आकृती 2 (बी) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, तीन आर्म रचना 30 डीबीपेक्षा जास्त ब्लँकिंग रेटसह ऑप्टिकल वाहक प्रभावीपणे दडपू शकते. या संरचनेला वाहकाच्या संपूर्ण दडपशाहीची आवश्यकता नाही आणि रिसीव्हर्समध्ये देखील वापरला जाऊ शकतो ज्यास क्रॅमर क्रोनिग (केके) रिसीव्हर्स सारख्या सिग्नल पुनर्प्राप्त करण्यासाठी कॅरियर टोनची आवश्यकता असते. इच्छित वाहक ते साइडबँड रेशो (सीएसआर) साध्य करण्यासाठी कॅरियर मध्यवर्ती आर्म फेज शिफ्टरद्वारे समायोजित केले जाऊ शकते.
फायदे आणि अनुप्रयोग
पारंपारिक माच झेंडर मॉड्युलेटरच्या तुलनेत (एमझेडएम मॉड्युलेटर) आणि इतर सिलिकॉन-आधारित ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक आयक्यू मॉड्युलेटर, प्रस्तावित सिलिकॉन आयक्यू मॉड्युलेटरचे अनेक फायदे आहेत. प्रथम, ते आकारात कॉम्पॅक्ट आहे, आयक्यू मॉड्युलेटरपेक्षा 10 पटपेक्षा जास्त लहान आहेमाच झेंडर मॉड्युलेटर(बाँडिंग पॅड वगळता), अशा प्रकारे एकत्रीकरणाची घनता वाढविणे आणि चिप क्षेत्र कमी करणे. दुसरे म्हणजे, स्टॅक केलेल्या इलेक्ट्रोड डिझाइनसाठी टर्मिनल रेझिस्टर्सच्या वापराची आवश्यकता नसते, ज्यामुळे डिव्हाइस कॅपेसिटन्स आणि प्रति बिट कमी होते. तिसर्यांदा, कॅरियर दडपशाही क्षमता ट्रान्समिशन पॉवर कमी करते आणि उर्जा कार्यक्षमता सुधारते.
याव्यतिरिक्त, जीईएसआय ईएएमची ऑप्टिकल बँडविड्थ खूप विस्तृत आहे (30 नॅनोमीटर), मायक्रोवेव्ह मॉड्यूलेटर (एमआरएम) चे अनुनाद स्थिर करण्यासाठी आणि समक्रमित करण्यासाठी मल्टी-चॅनेल अभिप्राय नियंत्रण सर्किट आणि प्रोसेसरची आवश्यकता दूर करते, ज्यामुळे डिझाइन सुलभ होते.
हे कॉम्पॅक्ट आणि कार्यक्षम बुद्ध्यांक मॉड्युलेटर पुढील पिढी, उच्च चॅनेलची संख्या आणि डेटा सेंटरमध्ये लहान सुसंगत ट्रान्ससीव्हर्ससाठी योग्य आहे, ज्यामुळे उच्च क्षमता आणि अधिक ऊर्जा-कार्यक्षम ऑप्टिकल संप्रेषण सक्षम होते.
कॅरियर दडपलेला सिलिकॉन आयक्यू मॉड्युलेटर उत्कृष्ट कामगिरी दर्शवितो, 20% एसडी-एफईसी अटींमध्ये 150 जीबी/एस पर्यंतचा डेटा ट्रान्समिशन दर. फूटप्रिंट, उर्जा कार्यक्षमता आणि डिझाइन साधेपणाच्या दृष्टीने Gesi EAM वर आधारित त्याच्या कॉम्पॅक्ट 3-आर्म स्ट्रक्चरचे महत्त्वपूर्ण फायदे आहेत. या मॉड्युलेटरमध्ये ऑप्टिकल कॅरियर दडपण्याची किंवा समायोजित करण्याची क्षमता आहे आणि मल्टी लाइन कॉम्पॅक्ट सुसंगत ट्रान्ससीव्हर्ससाठी सुसंगत शोध आणि क्रॅमर क्रोनिग (केके) शोध योजनांसह समाकलित केले जाऊ शकते. प्रात्यक्षिक कृत्ये डेटा सेंटर आणि इतर क्षेत्रात उच्च-क्षमता डेटा संप्रेषणाची वाढती मागणी पूर्ण करण्यासाठी अत्यंत समाकलित आणि कार्यक्षम ऑप्टिकल ट्रान्ससीव्हर्सची प्राप्ती करतात.