Intel annuncia il modulatore in silicio per trasmissioni a 40Gbps

Intel annuncia il modulatore in silicio per trasmissioni a 40Gbps

Una soluzione Intel dovrebbe portare a modulatori laser da 40Gbit/s a costi accessibili e, aprendo all'integrazione sullo stesso chip, a tecnologie computazionali su scala Tera

di Roberto Colombo pubblicata il , alle 09:22 nel canale Sistemi
Intel
 

Intel ha recentemente avuto modo di annunciare wche i suoi ricercatori sono giunti alla produzione di un modulatore per laser in silicio capace di arrivare a velocità di trasmissione pari a 40 Gbit/sec. Una descrizione abbastanza dettagliata del progetto è riportata nel blog di uno dei ricercatori Ansheng Liu, che entra nel dettaglio della scoperta.

La costruzione di circuiti integrati fotonici (PIC photonic integrated circuit) rappresenta un passo importante per l'industria computazionale e delle telecomunicazioni, soprattutto dal punto di vista dei costi di produzione.

L'uso del silicio, materiale ampiamente disponibile a costi compatibili con la produzione di massa, è parte fondamentale del nuovo modulatore. Attualmente questo tipo di dispositivi si basa su materiali optoelettronici quali ad esempio il niobato di litio, disponibili a costi abbastanza sostenuti. Materiali che permettono in ambito commerciale velocità di 10 Gbps, ma che hanno dimostrato di superare anche i 40Gbps.

Proprio questa larghezza di banda era la sfida per i ricercatori Intel nell'uso del silicio. I cristalli di silicio non danno luogo ad effetti elettro-ottici quali l'effetto Pockels, che sono utilizzati nei materiali optoelettronici per modulare la luce. I ricercatori hanno provato a sfruttare il cambiamento di indice di rifrazione del silicio in relazione alla densità di portatori (elettroni e vacanze).

Nel 2004 un dispositivo basato questa tecnologia è arrivato alla velocità 10Gbps. Ma facciamo un passo indietro per capire il processo e la necessità dei modulatori.

É possibile trasmettere dati con un laser facendolo pulsare in modo da creare una serie di 1 e di 0 che sia portatrice di informazioni. Non è possibile però superare una certa velocità dei dati, a causa di distorsioni nel segnale di natura termica, che 'allargano' gli impulsi; non è possibile quindi trasmetterne più di un certo numero per unità di tempo, pena la trasmissione di un segnale confuso e non più leggibile.

Per superare il limite fisico della distorsione termica del segnale laser si può utilizzare una fonte che fornisca un impulso continuo e un modulatore esterno. Nella versione prodotta da Intel la luce prodotta da lase ibridi (fosfuro di Indio/silicio) viene incanalata in una guida d'onda e poi modulata tramite il cambio di indice di rifrazione del silicio.

La presenza del silicio in tutti questi passaggi permette l'integrazione di tutti i dispositivi in un unico chip. Non solo, è possibile l'integrazione di più laser modulati in un solo circuito integrato, aprendo la strada a quello che viene definito 'Tera-scale computing'. Ricordiamo che già nel corso dell'IDF di San Francisco dello scorso anno abbiamo avuto modo di parlare delle tecniche relative alla realizzazione del laser ibrido al silicio, tramite questo articolo.

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17 Commenti
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LCol8427 Luglio 2007, 09:45 #1
Che dire, tanto di cappello ai ricercatori intel. In questo periodo sembra che facciano tutto loro
lowenz27 Luglio 2007, 09:51 #2
Ricordo quando al PoliMI presso i telecomunicazionisti si sosteneva che l'optoelettronica non sarebbe decollata, c'era un certa "sfiducia" qualche annetto fa.....speriamo che queste innovazioni tecnologiche possano disperdere tale sfiducia ed alimentare. come nuova linfa, i progetti volti all'applicazione su vasta scala dell'optoelettronica
liviux27 Luglio 2007, 10:30 #3
A me pare che l'optoelettronica soffra (quasi) degli stessi problemi dell'Intelligenza Artificiale: grandi promesse da decenni, sviluppi più faticosi e lenti del previsto, aspettative commerciali deluse mentre solo qualche prodotto limitato e imprevisto filtra fino ai consumatori. Questo non vuol dire che non ci si arrivi mai, comunque. Almeno la trasmissione su fibre ottiche è una realtà ben affermata.
scorpionkkk27 Luglio 2007, 10:40 #4
Originariamente inviato da: lowenz
Ricordo quando al PoliMI presso i telecomunicazionisti si sosteneva che l'optoelettronica non sarebbe decollata, c'era un certa "sfiducia" qualche annetto fa.....speriamo che queste innovazioni tecnologiche possano disperdere tale sfiducia ed alimentare. come nuova linfa, i progetti volti all'applicazione su vasta scala dell'optoelettronica



Con tutto il dovuto rispetto credo che fosse cecità pura. Già al tempo era utile per l'allargamento di banda delle reti xWDM e per la gestione di grandi moli di dati in transito, soprattutto per quanto riguardava gli switch (da elettronici ad ottici). E' grazie all'integrazione di sistemi ottici in sostituzione dei "vecchi" elettronci se si sta contrastando l'aumento di richiesta di banda della popolazione mondiale.
Da noi si sconta un certo conservatorismo accademico senza contare che la fotonica e ancor più la nanofotonica coniugata con l'optoelettronica rappresentano l'elettronica del futuro e dovrebbero costituire la punta di diamante dei percorsi universitari di ricerca.

Inutile dire che da noi non esistono forti applicazioni industriali e quindi per gli studenti appassionarsi alla materia significa attaccarsi al tram, e tirare forte.
scorpionkkk27 Luglio 2007, 10:50 #5
Originariamente inviato da: liviux
A me pare che l'optoelettronica soffra (quasi) degli stessi problemi dell'Intelligenza Artificiale: grandi promesse da decenni, sviluppi più faticosi e lenti del previsto, aspettative commerciali deluse mentre solo qualche prodotto limitato e imprevisto filtra fino ai consumatori. Questo non vuol dire che non ci si arrivi mai, comunque. Almeno la trasmissione su fibre ottiche è una realtà ben affermata.


Beh, il miglioramento dei dispositivi Touch screen si basa sulla TIR (total internal reflection). Gli schermi a cristalli liquidi. Gli OLED. I fotodiodi e fotorivelatori che abbiamo tutti nei nostri dispositivi. I lettori che utilizzano diodi laser di qualsiasi tipo. Tutta la rinnovata parte dei LED ad alto rendimento. La sensoristica. le applicazioni militari. le applicazioni spaziali. . Dispositivi laser ed integrazione degli stessi su silicio.etc etc

Tutta roba "vecchia" che nasce dagli albori della ricerca in optoelettronica e si commercializza oggi.

Poi c'è tutta la parte di ricerca recente ed attuale: nanolasers, transistors che utilizzano virus e lasers. Comutazione quantica su laser a singolo fotone. Crittografia quantica, nanoInterferometri ottici, olografia su silicio, etc etc etc etc.
Bulfio27 Luglio 2007, 11:39 #6
C'è da fare un piccolo aggiustamento nei dettagli. Questi sono prodotti utilizzati ANCHE nelle comunicazioni; l'ambito di ricerca però è prettamente elettronico.
Quindi, se vai dai telecomunicazionisti, difficilmente si troveranno progetti di questo genere, ma si troveranno applicazioni di comunicazione che utilizzano tali dispositivi.
Al momento tirano tanto i reticoli in fibra, ad esempio.

Comunicazioni ottiche, intese come progetto e non utilizzo, sono più argomenti di fisica che di telecom.

Se si passa alla sezione elettronica, si trovano progetti di questo tipo, che riguardano sopratutto dispositivi e circuiti integrati.
ale0bello0pr27 Luglio 2007, 11:47 #7
e intanto

Borse Europee, mattinata nervosa
Intel rischia maximulta dalla Ue


http://www.corriere.it/Primo_Piano/..._ue_multa.shtml
DD8527 Luglio 2007, 12:04 #8
Speriamo che non impieghino decenni prima di essere commercializzate su grande scala.

Originariamente inviato da: ale0bello0pr
e intanto

Borse Europee, mattinata nervosa
Intel rischia maximulta dalla Ue


http://www.corriere.it/Primo_Piano/..._ue_multa.shtml


Non vedo molta attinenza con l'articolo ....cmq il flame è sempre dietro l'angolo
scorpionkkk27 Luglio 2007, 12:16 #9
Tra l'altro la cosa che vedete nella foto è un semplice Mach-Zehnder 2x2, cioè un commutatore.
Il dispositivo che si trova al centro e che poi viene ingrandito rappresenta la parte attiva della configurazione Mach-Zehnder cioè quella dove avviene la commutazione ( e se progettato ad hoc anche la modulazione del segnale).La parte esterna quindi rappresenta il dispositivo di trasporto.

La bontà di tutto ciò è quella di essere possibile su Silicio e quindi integrabile con la tecnologia CMOS.
firestormrudy27 Luglio 2007, 12:25 #10
un momento ma ricapitolando quindi la sbarretta sarebbe un emettitore multifrequenza di laser al silicio da collegare ad una fibra ottica?
e per modulare utilizza da deversa rifrazione del silicio?

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