Macom
Die ersten photonischen ICs mit integriertem Laser
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Durchbruch über photonische Hochintegration
Zunächst zum Transmitter: Weil Macom weltweit zum ersten Mal einen Laser und einen Silicon Photonic Circuit integriert hat, können sich die
Anwender die mühsame und zeitaufwendige Anpassung der Laser an die Silicon Photonic Integrated Circuits (PICs) sparen, die sie bisher selbst durchführen mussten. Außerdem reduziert sich die Zahl der diskreten Komponenten. Eine Single-Mode-Faser im Ausgangskoppler ist die einzige optische Verbindung, die erforderlich ist, um den IC (4,0 mm x 6,6 mm) in einen QSFP28-Transmitter zu integrieren. Die minimale Ausgangsleistung beziffert Macom auf -6,5 dBm, die maximal Ausgangsleistung auf 2,5 dBm.
Durch den hohen Integrationsgrad steigt also nicht nur die Performance der Verbindungskomponenten, es sinkt auch der Preis – wie es Urs Hölzle gefordert hat.
Der neue Transmitter ist erstes Mitglied der neuen Familie, die Macom auf den Namen L-PIC (Lasers integrated with a Silicon Photonic Integrated Circuit) getauft hat und der Teil eines kompletten Chipsets ist. Zu ihm gehören auch der PIC-Controller auf Siliziumbasis vom Typ MAMF-011095 sowie der Hochgeschwindigkeits-Modulator-Treiber 37053A, der sich durch seine niedrige Leistungsaufnahme auszeichnet. Auf der OFC 2017 in Los Angeles hat Macom gezeigt, dass die Plattform ohne Kühlung eine Datenübertragungsrate von 400 GBit/s bei einer Distanz von 2 km über Single-Mode-Glasfasern erreicht.
Macom hat auf dem Transmitter vier Distributed Feedback-Laser-Dioden (DFB) hoher Leistungsfähigkeit integriert (1270, 1290, 1310 und 1330 nm). Ermöglicht hat dies die von Macom entwickelte und patentierte Etched Facet Technology. Außerdem sind auf dem Chip Mach-Zehnder-Modulatoren mit 28-GBit/s pro Kanal mit Wavelength Division Multiplexern, Monitor-Dioden und ein Ausgangskoppler hoher Leistungsfähigkeit kombniert. Damit kann der Baustein an einer Standard-Single-Mode-LWL arbeiten. Die Self-Aligning-Etched-Facet-Technologie (SAEFT) passt den Laser präzise an den L-PIC an. Damit müssen sich die Anwender nicht mehr mit der mühsamen Aufgabe herumschlagen, die Kopplung über aktive Anpassung selber durchzuführen: Jetzt können sie den hochintergierten Baustein einfach einbauen, was sowohl den Zeitaufwand als auch die Kosten für die Komponenten reduziert.
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»Wir haben unsere erfolgreichen EFT-Laser jetzt auf weitere Plattformen portiert. Damit können wir den TOSA-Pfad (Transmit Optical Sub-Assembly) einschließlich des Lasers, der Monitor-Dioden der Modulatoren und der Multiplexer auf einem einzigen Chip integrieren: dem weltweit ersten Silicon Photonic Integrated Circuit mit selbstjustierenden Lasern für 100 GBit/s«, sagt Arlen Martin, als Director of Product Marketing von Macom für Silizium-PICs und LWL-Netzwerkkomponenten zuständig. »Es ist uns gelungen, die Laser an die Silizium-PICs anzupassen – ohne dass dadurch die Ausbeute und die hohe Koppel-Effizienz gesunken wären. Damit bringen wir die Silizium-PICs in die Welt der Cloud-Datenzentren, wo sie in optischen High-Speed-Verbindungen arbeiten.«Weil alle ICs aufeinander abgestimmt sind, bietet das Chipset eine verbesserte Leistungsfähigkeit. Zudem enfällt die Notwendigkeit, diskrete Komponenten verarbeiten zu müssen, weshalb sich die Montage- und Testkosten reduzieren und die Hersteller mit ihren Produkten schneller auf den Markt kommen können.
Bei den PICs handelt es sich um monolithische Halbleiterchips, auf denen aktive und passive optische Komponenten und elektronische Schaltungen monolithisch integriert sind. So lassen sich hochleistungsfähige optische Schaltungen, die niedrige Leistung aufnehmen, mit den elektronischen Überwachungsfunktionen auf einer sehr kleinen Fläche integrieren. Ähnlich wie dies von elektronischen CMOS-ICs bekannt ist, lassen sich so hochintegrierte, skalierbare und kostengünstige Komponenten realisieren.
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- Durchbruch über photonische Hochintegration
- 200 und 400 G - kein Problem!
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