100GE技术中光子集成电路PIC的替代方案分析

本次演讲由CyOptics的设备开发副总裁Robert L. Hartman博士于2007年1月17日在IEEE 802.3高速研究小组的临时会议中呈现，主要讨论了100G以太网的多种光电集成电路（PIC）替代方案。以下是演讲中提及的关键知识点： 1. 100G以太网的成本考量： - 对于光电模块，封装体、热电冷却器（TEC）、隔离器、接口等部件的成本较高。 - 对于无需冷却的光学复用（复用器和解复用器）将是许多应用场景下的最低成本解决方案。 - 光信号与电信号的色散补偿将带来高昂的成本，应尽量避免。 - 其他重要部件，例如跨阻放大器（TIAs）、时钟数据恢复（CDRs）和驱动器（Drivers）的成本及其封装成本（EC）需要单独估计。 2. 100G以太网的进度计划： - 鉴于通常的开发周期，产品需求预计将在不久的将来出现。 - 针对约20 Gbps的数据速率，集成电路（ICs）预计将会可用且具有成本效益。 - 在单片InP PICs可用之前，混合PICs（即光学与硅材料的复用器）将更早可得。 - 速率超过约20 Gbps可能需要采用行波元件，但这可能无法在规定的时间内实现，并且不符合成本效益。 3. 100G以太网传输距离的考量： - 在传输距离小于40km的情况下，无论是单模光纤（SM）还是多模光纤（MM），都需要考虑。 - 使用单模光源并配备光学隔离器是十分重要的。 关于PIC技术的研究与应用，可以关注以下几个方面： - PIC技术的发展趋势：PIC技术在集成度、性能、可靠性和成本方面不断进步，逐渐成为实现高速、大容量光通信网络的关键技术。 - PIC在100G以太网中的应用：随着对更高速度、更远距离传输的需求增长，PIC技术在100G以太网中的应用变得更加重要，尤其是针对热电冷却和色散补偿等关键问题的解决方案。 - PIC的成本优化：在考虑应用PIC时，成本控制是关键。研究如何通过采用更经济的封装和组件以及改进设计工艺来降低成本是十分必要的。 - PIC的进度与市场适应性：PIC解决方案的进度计划必须与市场的需求相匹配，这包括研发周期和产品上市时间的预估。 - PIC在不同光纤中的应用考量：由于采用不同类型的光纤对系统的设计和性能要求不同，因此在设计PIC时需要针对单模光纤或多模光纤的特性进行优化。 - PIC技术中的信号处理问题：处理高速电信号和光信号传输中的色散等问题是PIC技术中的关键挑战，对信号处理技术的研究和创新在很大程度上决定了PIC技术的成功应用。 通过深入探讨这些方面，我们可以更好地理解PIC技术在实现100G以太网中的重要性，以及在成本、进度和技术可行性方面的关键考量。随着技术的持续演进，PIC将在未来的光通信领域扮演越来越重要的角色。