2/26/2018， OFC2018專稿，隨著數(shù)據(jù)中心以及其他高帶寬需求互聯(lián)應(yīng)用日漸普及，今天的短距離光網(wǎng)絡(luò)需要超過(guò)100Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，也對(duì)更低功耗的多通道光鏈路提出更高要求。 在這樣的背景下，IBM公司瑞士蘇黎世的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)最近展示了基于歐盟ADDAPT項(xiàng)目資助的利用四根光纖實(shí)現(xiàn)160Gbps的CMOS工藝的接收器件。這不僅是截至目前最快的數(shù)據(jù)傳輸速率，其開(kāi)關(guān)功能，喚醒功能和8ns內(nèi)實(shí)現(xiàn)相位鎖定，業(yè)界最短的開(kāi)關(guān)切換時(shí)間都是獨(dú)具特色的。IBM將在今年OFC展示這一技術(shù)成果。

根據(jù)研究者的介紹，快速開(kāi)關(guān)功能將提升鏈路使用性能，大大降低芯片或者光互聯(lián)系統(tǒng)的能耗。不像許多一直工作的商用光收發(fā)模塊，這個(gè)產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)在只有需要數(shù)據(jù)傳輸時(shí)才加電工作。其新穎的設(shè)計(jì)，配合850nm 接收二極管陣列，非常適合低成本的基于VCSEL的數(shù)據(jù)中心互聯(lián)用光鏈路

這一IBM團(tuán)隊(duì)的主要研究者Alessandro Cevrero指出，“這是第一款結(jié)合了高傳輸速率和快速開(kāi)關(guān)功能，而且工作時(shí)功耗也只有極低的88mw的光接收器件。今天數(shù)據(jù)中心中99%的鏈路使用率不超過(guò)10%，這意味著大多數(shù)的鏈路平常只是在傳送無(wú)用信息。為了提高光鏈路的功效，他們研發(fā)了這款可以開(kāi)關(guān)的光接收器件。”他還指出，他們的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)基于每個(gè)數(shù)據(jù)包的開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)時(shí)間只有8ns，短于160Gbps速率下典型數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度。以往也有學(xué)者研究如何在沒(méi)有信號(hào)工作是切斷鏈路，然而由于開(kāi)關(guān)時(shí)間的問(wèn)題無(wú)法實(shí)用。他們的團(tuán)隊(duì)為此設(shè)計(jì)了一種帶有四個(gè)同樣通道和專用鏈路協(xié)議的光接收器。這個(gè)鏈路協(xié)議配有他們自己研發(fā)的智能模擬線路，可以實(shí)現(xiàn)接收器時(shí)鐘和信號(hào)時(shí)鐘的快速同步，可以實(shí)現(xiàn)迅速的光信號(hào)檢測(cè)，及時(shí)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)。 
 
IBM的團(tuán)隊(duì)還介紹說(shuō)，他們利用帶850nm MZ調(diào)制器外加光衰減器進(jìn)行了40Gbps速率下的測(cè)試，同時(shí)通過(guò)產(chǎn)生專用的鏈路協(xié)議的信號(hào)進(jìn)行了信號(hào)開(kāi)關(guān)的實(shí)驗(yàn)。在109個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)了正常工作。實(shí)驗(yàn)表明，在10%鏈路應(yīng)用下，總功耗節(jié)省達(dá)到了85%。 Cevrero表示，更好的功效意味著科學(xué)家可以通過(guò)將更多帶寬在一個(gè)散熱預(yù)算下實(shí)現(xiàn)，從而設(shè)計(jì)出更高性能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。同時(shí)更好的功效也意味著二氧化碳排放的減少，讓光通信系統(tǒng)更加綠色。

展望下一步的工作，IBM的研究者表示他們將把光發(fā)射端整合進(jìn)來(lái)，實(shí)現(xiàn)完整的鏈路性能測(cè)試，同時(shí)嘗試將接收端的速率提高到56Gbps每通道。 
 
IBM團(tuán)隊(duì)的文章題目是 4x40 Gb/s 2 pJ/bit Optical RX with 8ns Power-on and CDR Lock Time in 14nm CMOS," 報(bào)告時(shí)間3月11日
  
           實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)（上）封裝好的器件（下）