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光通信未来方向:硅光子现状及前景解读

2015-11-17 10:56
林契于宸
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  自1958年集成电路问世之后,基于硅材料的CMOS集成电路已经在计算、通信、生物医疗、数字娱乐、智能家居等各行业发挥着不可或缺的作用,是现代社会的信息化“大脑”。而以光为信息载体的光纤通信网络也承载了全球通信数据容量的90%以上,成为信息社会的“主动脉”。如今,硅光子学开始走进光纤通信行业,正在影响光纤通信产业的走向,改变信息技术的未来。

  硅光子技术,即利用CMOS微电子工艺实现光子器件的集成制备,该技术结合了CMOS技术的超大规模逻辑、超高精度制造的特性和光子技术超高速率、超低功耗的优势。硅材料不仅是集成电路最普及的材料平台,还具备优异的光学性能。硅波导对波长1.1~1.6um的光近乎无损透明,可较为理想地兼容光通信现有技术与器件,为厘米至千公里级的光通信提供了高集成度的解决方案。业界认为硅光子是当今ASIC中最具发展前途的技术领域,是一种能够解决长技术演进与成本矛盾的颠覆性技术。

  近十年来,基于硅光平台的光调制器、光探测器、光开关和异质激光器被相继被验证,部分器件性能甚至超越传统III-V和PLC平台,为大规模光子集成奠定了基础。随后,在业界多家微电子与光通信知名企业的共同推动下,硅基光互连光传输、光交换的商用化器件与方案被相继推出。接下来OFweek光通信网编辑为您盘点硅光子技术的最新进展情况:

  1、爱立信牵头项目研制出硅光子交换机

  日前,由爱立信牵头的IRIS项目已研制出硅光子交换机,在一块芯片上容纳成千上万的电路。

  第一块芯片现处于测试和参数化阶段,如取得成功,将是业界的重大突破,为在单个芯片上集成新一代光纤系统铺平道路。

  硅光子技术中,硅作为超高速传送和交换数据的微型光学介质,可减少功耗和空间占用,并增加容量, 从而降低运营成本。

  作为欧盟第七框架计划(FP7)研发领域的具体目标研究项目(STREP)之一,IRIS项目由爱立信与欧洲委员会联合创建,旨在利用硅光子技术,创建高容量和可重构WDM光交换机,实现在单个芯片上整体集成电路。

  该类芯片可通过集成大量功能,如高速传输、交换、以及在同一芯片实现互联互通等,帮助网络运营商提升网络性能,增加节点容量,满足未来5G网络和云计算的需求。

  硅光子技术已经应用于屡获殊荣的爱立信超大规模数据中心系统HDS 8000,借助光学互连,HDS 8000可为数据中心运营商带来许多裨益,例如降低总拥有成本。

  爱立信意大利比萨公司的研究人员已经制作并提交了所有相关专利的申请。

  该项目由爱立信(意大利)牵头,其他成员包括意法半导体(意大利)、 法国原子能署电子暨资讯技术实验室(法国)、CNIT(意大利)、特伦托大学(意大利)、瓦伦西亚理工大学(西班牙)、维也纳工业大学(奥地利)和电子通信研究院(韩国)。

  2、IBM硅光子2秒传完整张蓝光

  借助一种称之为“硅光子”的技术,来自IBM研究院的工程师们有望解决困扰计算机行业多年的数据传输瓶颈问题。

  光纤具备超高速数据传输能力。这一材料能够将硅光子与传统芯片技术联系起来。在数据传输方面,光纤较铜缆而言无论在速度上还是距离上都具有极大优势,但由于成本高昂,只有在需要跨越不同建筑物、城市或大陆的场合才会采用。

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