Skip to main content

High Speed, Cost Effective Optical Communications Module Enabling the Next Generation of Ethernet 400 GbE

Article Category

Article available in the folowing languages:

Tania technologia optycznych układów scalonych umożliwi zaspokojenie stale rosnącego zapotrzebowania na przepustowość

Sieci telekomunikacyjne przyszłości będą wymagały urządzeń o jeszcze wyższych osiągach, które jednocześnie będą charakteryzowały się mniejszymi wymiarami i niższymi kosztami. W ramach pewnej unijnej inicjatywy opracowano technologię, która pozwala na zaspokojenie rosnącego zapotrzebowania na przepustowość sieci bez zwiększania zużycia energii.

Gospodarka cyfrowa
Technologie przemysłowe

W związku z nowymi zastosowaniami, takimi jak filmy na urządzeniach mobilnych, rzeczywistość wirtualna czy internet rzeczy, obserwujemy stale rosnącą prędkość sieci, a z każdą falą nowych wdrożeń sieciami światłowodowymi przepływają coraz większe ilości danych. Zużycie danych wzrasta o 30–50 % każdego roku. „Jeśli w tym celu niezmiennie będziemy korzystać z konwencjonalnych rozwiązań technologicznych, zarówno koszty jak i zużycie energii również wzrosną nawet o 50 % każdego roku, a to jest po prostu nie do przyjęcia”, twierdzi James Regan, dyrektor generalny firmy EFFECT Photonics koordynującej finansowany przez Unię Europejską projekt RocketChip. W celu zwiększenia przepustowości sieci projektanci planują przesyłanie przez każdy światłowód nawet do 40 strumieni różnokolorowego światła. Każdy kolor stanowi osobny kanał danych. Technologię tę określa się mianem DWDM, czyli gęstego zwielokrotnienia falowego, które stanowi sprawdzone rozwiązanie pozwalające na zwiększenie przepustowości sieci bazowych. Osiągnięcie niskich kosztów oraz wysokiej przepustowości potrzebnej w sieciach brzegowych, gdzie następują połączenia pomiędzy centrami danych obsługującymi chmury oraz przekaźnikami telefonii komórkowej, wymaga jednak opracowania rozwiązania pozwalającego na wdrożenie złożonych systemów manipulacji światłem, zapewniającego niskie koszty oraz brak wzrostu zużycia energii przez sieć. Nowe możliwości produkcji układów optycznych pozwalających na przesył danych przy pomocy światła Aby rozwiązać ten problem, w ramach projektu RocketChip powstała technologia systemu optycznego na układzie scalonym, która łączy wiele złożonych funkcji związanych ze światłem w jednym, niewielkim układzie scalonym. Tego rodzaju rozwiązanie umożliwi zmniejszenie kosztów, rozmiarów i zużycia energii urządzeń, co pozwoli na zastosowanie technologii DWDM w sieciach brzegowych. Opracowanie oraz produkcja wysokowydajnych i tanich układów optycznych opartych na technologii DWDM umożliwiają powstanie kompaktowych modułów, które mogą być stosowane przez klientów w wielu zastosowaniach w sieciach telekomunikacyjnych. Zintegrowane rozwiązania optyczne zostały opracowane w taki sposób, aby była możliwa ich realizacja w formie niezwykle kompaktowych układów scalonych. Zmniejszony rozmiar oraz zwiększona przepustowość każdego kanału wynikająca z miniaturyzacji układu powodują szereg wyzwań inżynieryjnych związanych z konstrukcją nadajników i odbiorników optycznych. Konieczne jest bowiem zastosowanie bardziej zaawansowanych technik montażu, a także zagwarantowanie osiągów sprzętu nawet przy wysokich prędkościach. „W ramach projektu RocketChip udało nam się znaleźć rozwiązania wszystkich tych problemów. Obecnie z niecierpliwością czekamy na testy ostatniej iteracji naszego projektu i publikację informacji o naszych osiągnięciach”, zauważa Regan. Przełomowa zmiana w rozwiązaniach technologicznych zaspokoi geometryczny wzrost zapotrzebowania na przepustowość sieci Na rynku operatorów telekomunikacyjnych obserwuje się trend polegający na zagęszczaniu sieci oraz szerszym stosowaniu rozwiązań chmurowych w związku z transformacją infrastruktury na potrzeby technologii 5G. „W naszym sektorze oznacza to, że wraz ze wzrostem zapotrzebowania na przepustowość, związanym z tą transformacją, cyfrowe układy optyczne muszą trafiać do sieci brzegowych w związku z potrzebą centralizacji mocy obliczeniowej”, wyjaśnia. W związku z tym nadajniki i odbiorniki optyczne wykorzystywane dotychczas na potrzeby komunikacji wewnętrznej w centrach danych będą również używane do przekazywania danych do sieci brzegowych operatorów telekomunikacyjnych. „Połączenie sieci danych z sieciami telekomunikacyjnymi stanowi świetny przykład tego, w jaki sposób technologia z jednej domeny może zostać skutecznie wdrożona w innej, jeśli koszty jej zastosowania są odpowiednie”. W ramach projektu RocketChip sprawdzone zostały wszystkie możliwości wykorzystania nowego rozwiązania. „Rozwiązania opracowane w ramach projektu RocketChip pozwolą firmie EFFECT Photonics, założonej przez prestiżową Politechnikę w Eindhoven, osiągnąć pozycję lidera w branży fotonicznych układów scalonych nowej generacji”, podsumowuje Regan. „Firma EFFECT Photonics jest jednym z głównych beneficjentów ekosystemu PhotonDelta, będącym prekursorem wykorzystania technologii fotoniki w przemyśle”. PhotonDelta to europejska sieć firm, instytucji naukowych i organizacji rządowych, której celem jest przyspieszenie realizacji rozwiązań opartych na zintegrowanej technologii fotonicznej.

Słowa kluczowe

RocketChip, sieć, układ scalony, DWDM, operatorzy telekomunikacyjni, przepustowość, układ optyczny, zintegrowana optyka, miniaturyzacja, zwielokrotnienie z podziałem długości fali

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania