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Die photonischen integrierten Schaltkreise von Infinera mit 400 Gbps definieren einen neuen Integrationsrekord

Der Sende-PIC mit 400 Gbps von Infinera, der zurzeit als Labormuster vorliegt, integriert mehr als 300 optische Funktionen und reduziert den Platzbedarf optischer Komponenten im Verhältnis 70:1. Das 400 Gbps-PIC-Paar markiert eine neue und wichtige Etappe der PIC-Entwicklung von Infinera. Damit wird die „Bitdichte pro Chip“ gegenüber den 100 Gbps-PICs von Infinera vervierfacht und eine 40-fach höhere Packungsdichte als bei Chips der Konkurrenzsysteme erreicht. Im gleichen Monat des Vorjahres stellte Infinera seine Branchen-Roadmap für die Entwicklung der Photonikschaltkreise vor und kündigte an, im Jahr 2009 PICs mit 400 Gbps zu entwickeln sowie alle drei Jahre die Bandbreitenkapazität bzw. Bitdichte pro Chip zu verdoppeln.

Die 400 Gbps-PICs werden der wichtigste Baustein für die neue Generation der Infinera-Systeme sein. Der neue PIC integriert 10 Laser für 10 optische Kanäle mit jeweils 40 Gbps. Die Daten werden durch Polarisations-Multiplex-Differenzialquadratur-Phasenverschiebung (PM-DQPSK-Modulation) codiert, deren optische Leistung mit den heutigen 10 Gbps-Glasfasersystemen vergleichbar ist. Das PM-DQPSK Modulationsverfahren hat Vorteile durch den niedrigeren Energieverbrauch, die bessere Spektralausnutzung, die höhere optische Reichweite gegenüber anderen komplexen Modulationsverfahren und die größere Unempfindlichkeit gegen Fehler wie der Dispersion. Durch das von Infinera verwendete Modulationsverfahren werden die 400 Gbps-PIC-Systeme kompatibel mit dem ILS2-Leitungssystem von Infinera mit einem Kanalabstand von 25 GHz. Mit den Systemen der nächsten Generation von Infinera sollen Netzbetreiber eine Gesamtfaserkapazität von 6,4 Tb/s im C-Band erreichen, das ist doppelt so viel, wie mit konventionellen 40 Gbps-WDM-Systemen möglich ist.

Berücksichtigung des Energieverbrauchs

Nach zahlreichen Prognosen wächst die Nachfrage nach Bandbreite pro Jahr um etwa 50 %, und die Dienstanbieter benötigen Systeme, die die zusätzliche Faserkapazität und Bandbreiteneffizienz bereitstellen können, zugleich zuverlässiger sind und weniger Energie pro Bit benötigen. Mit traditionellen optischen Systemen mit diskreten Komponenten lassen sich Platzbedarf und Energieverbrauch pro Bit nicht senken, weil die für die höhere Ausnutzung der Faserkapazität benötigten komplexen Modulationsverfahren eine Vielzahl von optischen und elektronischen Komponenten erfordern. Die neuen 400 Gbps-PICs machen eine Vielzahl von optischen Komponenten und die komplexe elektronische Signalverarbeitung überflüssig, sichern eine höhere Zuverlässigkeit des Netzwerks, nutzen die Faserkapazität durch ein komplexes Modulationsverfahren besser und sind deutlich kleiner und Energie sparender als traditionelle Systeme.

Energieverbrauch und Zugang zu kostengünstigen Energien werden angesichts des weiteren Ausbaus des Internets zu einem der kritischsten Probleme, denen sich die Kommunikationsbranche heute gegenübersieht. Da die Kosten für Energie laufend steigen und die Preise immer volatiler werden, hat sich der Energieverbrauch zu einem der wichtigsten Kostenfaktoren der Dienstanbieter entwickelt. In den kommenden Jahren wird die Technologiebranche sich darauf konzentrieren müssen, auf den verschiedensten Ebenen Energie zu sparen, unter anderem auch in den Datenzentren und im Netzwerk. Photonische integrierte Schaltkreise werden einen wesentlichen Beitrag zur Senkung des Energieverbrauchs pro Bit für diese Anwendungen leisten.

Labormuster der 400 Gbps-PICs von Infinera benötigen nur halb so viel Energie (pro Gigabit pro Sekunde) wie die zurzeit von Infinera angeboten 100 Gbps-PICs, die weltweit in Netzwerken eingesetzt werden. Die 400 Gbps-PICs verbrauchen 80 % weniger Energie pro Gbps als die optischen Systeme mit 40 Gbps, die als diskrete Lösung heute eingesetzt werden. Die Energieeinsparung wird bei PICs einmal durch eine effizientere Kontrolle der Wärmeentwicklung erreicht, aber auch durch die Integration zahlreicher Geräte in einem Gehäuse und die geringeren optischen Verluste zwischen den Geräten, die unmittelbar nebeneinander auf dem Chip angeordnet sind.

Der Chief Marketing & Strategy Officer von Infinera, Dave Welch, dazu: „Komplexe Modulation ist ein sehr wichtiges Mittel, um die Faserkapazität maximal zu nutzen. Eine komplexe Modulation mit konventionellen Technologien erfordert jedoch komplexere optische Strukturen. Infinera kann diese Strukturen monolithisch integrieren, das heißt, mehr als 300 einzelne optische Funktionen auf einem einzigen Chip unterbringen; damit lassen sich die Vorteile der photonischen Schaltkreise besser nutzen als je zuvor.“

Posted by on 26. März 2009. Filed under Information & TK. You can follow any responses to this entry through the RSS 2.0. You can leave a response or trackback to this entry

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