C2PO:使用偏移QAM-16进行超越PAM-4光学I/O的连贯共包装光学

科学领域:

• 光子学和光学工程的工程.
• 集成光学 集成光学 集成光学
• 高速通信系统的高速度通信系统.

背景情况:

• 联合包装光学 (CPO) 对未来的人工智能硬件至关重要,要求高带宽,密度和能源效率.
• 微环调制器 (MRM) 为密集波长分割多重复合 (DWDM) 发射器提供紧的尺寸和能源效率.
• 实现>200 Gb/s需要先进的调制格式,如高阶方格幅度调制 (QAM).

研究的目的:

• 为了证明使用MRM用于更高阶调制格式的可行性.
• 开发基于MRM的连贯CPO (C2PO) 发射器,以达到400 Gb/s的数据速率.
• 评估基于MRM的发射器的性能和热稳定性.

主要方法:

• 基于MRM的模拟相位恒定振幅调制器用于偏移-QAM-16.
• 通过造厂提供的光子学工艺评估发射器性能.
• 进行了链接级别比特错误率 (BER) 建模和热模拟.
• 制造了一个概念验证芯片,展示了基于MRM的25 Gb/s偏移QAM-4.

主要成果:

• 使用偏移QAM-16实现了400Gb/s,光功率为11.87dBm,与基于MZM的链路相美.
• 证明了输入规范化的电场振幅对比度为每维0.64.
• 经验证的热稳定性,以达到所需数据速率的目标BER.
• 概念验证芯片实现了25 Gb/s的偏移-QAM-4,显示了10-100倍的尺寸缩小.

结论:

• 基于MRM的C2PO发射器是未来超高带宽应用的可行解决方案.
• 拟议的设计可以有效地实现高级调制格式,如偏移-QAM-16.
• 与基于MZM的解决方案相比,MRM技术提供了显著的尺寸和潜在功率优势.