Tecnologia system-on-chip ottica ed economica per soddisfare la crescente domanda di banda larga
Con le nuove applicazioni come il video mobile, la realtà virtuale e l’Internet delle cose, le reti dati sempre più veloci si stanno diffondendo, e ogni ondata sta trasportando sempre più dati attraverso le reti in fibra ottica. Il consumo di dati aumenta del 30-50 % all’anno. «Se continueranno ad essere utilizzate soluzioni tecnologiche convenzionali, anche i costi e il consumo energetico saliranno ogni anno fino al 50 %, e questo è inaccettabile», afferma James Regan, AD di EFFECT Photonics, la società che ha coordinato il progetto finanziato dall’UE RocketChip. Per aumentare la capacità della rete, i pianificatori si stanno muovendo per distribuire fino a 40 flussi di luce colorata diversa attraverso ogni fibra. Ogni colore è un canale che porta i propri dati, una tecnologia nota come multiplazione a suddivisione di lunghezza d’onda densa (DWDM, dense wavelength division multiplexing). È stato dimostrato che la DWDM è in grado di aumentare la capacità al centro delle reti. Tuttavia, per raggiungere il basso costo e l’alto volume richiesti ai margini della rete dove avvengono le connessioni tra i data center di cloud computing e le torri di telefonia mobile, è necessario trovare una soluzione per implementare questa complessa manipolazione della luce a costi ridotti, senza aumentare il consumo energetico della rete. Dare la precedenza ai chip ottici per il trasferimento dei dati tramite luce Per risolvere questo problema, RocketChip ha sviluppato la tecnologia ottica system-on-chip che implementa più funzioni complesse legate alla luce, su un singolo minuscolo chip. Ciò ridurrà i costi, le dimensioni e la potenza, consentendo così di implementare la tecnologia DWDM ai margini della rete. Lo sviluppo e la produzione di ottiche integrate DWDM ad alta velocità e a costi contenuti sono confezionati in moduli molto compatti per servire il cliente in diverse potenziali applicazioni di telecomunicazione. Le soluzioni ottiche integrate sono state sviluppate per adattarsi a moduli con dimensioni fisiche molto compatte, i cosiddetti piccoli fattori di forma. Il volume compresso e l’aumento della velocità per canale associato ai piccoli fattori di forma portano importanti sfide ingegneristiche alla progettazione dei ricetrasmettitori. Sono necessarie tecniche di assemblaggio più avanzate e devono essere garantite prestazioni hardware a velocità più elevate. «Tutte queste sfide sono state affrontate da RocketChip e non vediamo l’ora di testare la nostra ultima iterazione di progettazione e di condividere tutti i nostri entusiasmanti risultati», osserva Regan. Un cambiamento radicale nelle soluzioni tecnologiche per ampliare le esigenze di banda larga C’è una tendenza alla densificazione e all’occultamento nel mercato delle telecomunicazioni a causa della transizione verso l’infrastruttura di telecomunicazione 5G. «Nel nostro settore ciò implica che, man mano che la domanda di capacità aumenta con questa transizione, l’ottica digitale deve muoversi verso i margini della rete, spinta dalla necessità di centralizzare la potenza di calcolo», spiega. Pertanto, i ricetrasmettitori ottici precedentemente destinati alla comunicazione tra centri dati saranno ora utilizzati anche per alimentare i margini della rete di telecomunicazioni. «La convergenza tra reti dati e reti di telecomunicazione è un eccellente esempio di come la tecnologia di un settore possa essere applicata con successo ad un altro se il costo è adatto all’applicazione». RocketChip ha esplorato queste opportunità di sfruttamento. «RocketChip permetterà a EFFECT Photonics, una spin-out della prestigiosa Eindhoven University of Technology, di diventare leader nella prossima generazione di circuiti integrati fotonici», conclude Regan. «EFFECT Photonics è al centro dell’ecosistema PhotonDelta come portabandiera industriale per lo sfruttamento della fotonica». PhotonDelta è una rete europea di aziende, istituzioni culturali e governi che mira ad accelerare le soluzioni integrate di fotonica.
Parole chiave
RocketChip, rete, chip, DWDM, telecomunicazioni, larghezza di banda, chip ottico, ottica integrata, piccoli fattori di forma, multiplazione a suddivisione di lunghezza d’onda