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Interview mit Iñigo Artundo, VLC Photonics

»Eine elektrooptische Konversion ist immer teuer«

8. Januar 2014, 16:29 Uhr | Jens Würtenberg

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Lichtwellenleiter oder Kupfer

Der große Vorteil der optischen Nachrichtenübertragung ist deren Unempfindlichkeit gegenüber elektromagnetischen Störungen. Ist nicht vielmehr die zeitliche Unsicherheit der Signale bei der parallelen Übertragung ein Argument für den Übergang zum Lichtwellenleiter, dann allerdings als serielle Übertragung, die die deutlich höhere Bandbreite der Lichtwellenleiter nutzt?

Dr. Artundo: Parallele Übertragungen mit sehr hohen Datenraten mit elektronischen Bauelementen zu realisieren ist mühsam. Zwar sind die optischen Verbindungen nicht völlig frei von Übersprechen, aber die Datenübertragungsraten sind deutlich höher. Vermutlich wird sogar bei der seriellen optischen Übertragung künftig auf Systeme umgestiegen, die in Wellenlänge und Raum parallel arbeiten. Das geschieht derzeit in der optischen Kommunikationstechnik mit Multi-Core-Lichtwellenleitern.

Die optische Übertragungstechnik ist selbst in den großen Datenzentren ein Systembruch; nicht nur aus Kostengründen greift man hier lieber auf die Kupferstandards zurück, die über kurze Entfernungen ja auch schon viel bewältigen können. Reichen die Datenübertragungsraten bei den Kupferstandards aus und dreht sich die Diskussion nicht eher darum, das teure Kupfer durch ein billigeres Verfahren zu ersetzen?

Dr. Artundo: Aktive optische Lichtwellenleiter für Datenzentren sind heute schon im Einsatz. Diese nutzen die hohe Bandbreite des Lichtwellenleiters für die Übertragung unter Beibehaltung des bisherigen Steckverbinders mit elektrischen Kontakten. Die elektrooptische Umsetzung geschieht dann direkt im Steckverbindergehäuse. Ein Beispiel hierfür ist Molex mit seinen „Silicon Photonics Enabled Active Cables“.

Ein kritischer Baustein ist der elektrooptische Modulator; einen solchen hatte Intel im Jahr 2004 in Silizium realisiert. Eine der wichtigen Methoden der integrierten Optik ist die Ein- bzw. Auskopplung des Lichts über Beugungsgitter, deren Strukturen sich mit den Methoden der Halbleitertechnologie darstellen lassen. Wie weit ist denn die Technologie heute?

Dr. Artundo: In der Silizium-Photonik hat es in den letzten Jahren einige Durchbrüche gegeben, aber die Technologie muss noch mehrere Stufen nehmen, bevor sie ausgereift ist und genutzt werden kann. Heute sind wir an dem Punkt, an dem wohl die meisten Probleme gelöst sind, und es ist nur noch eine Frage der Zeit, bis die noch offenen Fragen bei den Fertigungsprozessen, den Testroutinen und der Konfektionierung beantwortet werden können.

Zwar kann für die nahe Zukunft nicht erwartet werden, dass photonische integrierte Schaltkreise die Prozessoren aus Silizium ersetzen. Reichen aber die heute realisierbaren photonischen Komponenten aus, die festen Routinen der Nachrichtentechnik auszuführen?

Dr. Artundo: Der Einsatz von Silizium-Photonik ist nur dann sinnvoll, wenn sich bei den Leistungsdaten gegenüber der Elektronik deutliche Verbesserungen zu erzielen sind, also etwa bei der Datenübertragungsrate und der Baugröße. Das gilt dann auch für die Kosten, und zwar sowohl für die Herstellungskosten als auch für den Energiebedarf. Sonst wird die Industrie das Risiko nicht eingehen, das mit dem Einschwenken auf eine neue Technologie verbunden ist.