1 上海交通大学 区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 上海 200240
2 中兴通讯股份有限公司, 广东 深圳 518055
3 移动网络和移动多媒体技术国家重点实验室, 广东 深圳 518055
系统地开展了基于光刻及湿法显影工艺制备的聚合物光波导散射损耗的理论及实验研究。研究了包括粗糙度、波导尺寸和工作波长等主要参数对散射损耗的影响, 采用激光共聚焦显微镜测量了光波导侧壁及上下表面的粗糙度。实验结果表明, 波导侧壁的平均粗糙度约为60nm, 是上下表面粗糙度的3倍。因此, 散射损耗主要由侧壁粗糙引起, 其大小是上下表面粗糙引入散射损耗的9倍。基于上述理论及实验结果, 通过优化波导设计, 制备了工作于1310nm波长、平均损耗为0.35dB/cm的低损耗单模聚合物光波导, 其作为高速高密度光背板的关键传输介质具有良好的应用前景。
1 北京邮电大学 电子工程学院 信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100867
2 国网浙江省电力有限公司信息通信分公司, 杭州 310036
针对传统数据中心电互连网络在应对业务动态流量时存在适应性差的问题, 文章提出并验证了一种可以根据网络流量波动进行网络拓扑自优化重构的机制。文章所提机制通过网络仿真系统与深度强化学习模型的迭代交互, 实现了对拓扑结构与业务流量分布关系的持续训练, 进而在实际系统中, 深度强化学习模型, 根据软件定义网络控制器实时收集的业务流量分布信息, 实现了网络拓扑的自动优化重构, 进而提升了网络性能。实验结果表明, 针对给定的流量强度, 采用深度强化学习进行训练后的模型可以一步输出优化的网络拓扑结构, 降低了平均网络延迟和丢包率。
光互联网络 深度强化学习 网络拓扑重构 optical interconnect network deep reinforcement learning network topology reconfiguration
Author Affiliations
Abstract
1 National Information Optoelectronics Innovation Center, China Information Communication Technologies Group Corporation (CICT), Wuhan 430074, China
2 State Key Laboratory of Optical Communication Technologies and Networks, China Information Communication Technologies Group Corporation (CICT), Wuhan 430074, China
We have proposed and experimentally demonstrated a reconfigurable free space optical interconnect with broadcasting capability based on an eight-channel silicon integrated optical phased array. By using the silicon integrated beam steering and broadcasting device, 10 Gb/s on–off keying data is transmitted over 15 cm in free space for up to three receivers located in three different cards. The experimental results show that the optical phased array can be used with broadcasting capability provided to multi-receivers in the card to card optical interconnects, which can significantly reduce device size, system complexity, and total costs.
optical phased array optical interconnect card to card transmission Chinese Optics Letters
2021, 19(12): 120602
1 浙江大学信息与电子工程学院, 浙江 杭州 310027
2 之江实验室智能网络研究中心, 浙江 杭州 310027
3 中兴通讯股份有限公司移动网络和移动多媒体技术国家重点实验室, 浙江 杭州 518055
光互连具有低功耗、大带宽等优越性能,可以实现数据中心节点数与交换容量的大幅增大。提出了一种基于阵列波导光栅(AWGR)的新型大容量光互连架构,通过可调波长转换器与AWGR提供波长路由,并利用分布式控制实现快速配置与低延迟。无缓冲的光交换机可能产生数据包争用,基于光纤延迟线的光缓冲可用于争用解决。详细描述了分别适用于严格无阻塞网络与大规模互连的两种实现方案,对所提架构在不同网络规模、流量模式、缓冲容量下的性能进行分析对比,仿真结果表明,该架构可以互连32768个节点,且具有低延迟与大吞吐量。
光通信 光互连架构 无阻塞网络 低延迟 高吞吐量 丢包率 光学学报
2021, 41(14): 1406002
华中科技大学武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430074
随着云计算和数据中心的高速发展,片上集成光互连和光处理凭借在集成度、速度、带宽及功耗等方面的独特优势,成为突破传统电子瓶颈的关键技术。同时,光子具有频率、偏振、时间、复振幅及空间结构等多个物理维度,可发展为多维混合复用技术,进一步提升光互连和光处理的带宽。结合光场多个物理维度资源,分别对片上集成多维光互连和光处理的关键技术进行了回顾,并对其未来发展趋势进行总结和展望。
中国激光
2021, 48(12): 1206001
Author Affiliations
Abstract
1 Associate Program, University of Tsukuba, Tsukuba, Ibaraki 305-8571, Japan
2 Nanotechnology Innovation Station, National Institute for Materials Science (NIMS), 1-2-1 Sengen, Tsukuba, Ibaraki 305-0047, Japan
3 Biometrics Research Laboratories, NEC Corporation, 1131, Hinode, Abiko, Chiba 270-1198, Japan
In recent decades, silicon photonics has attracted much attention in telecom and data-com areas. Constituted of high refractive-index contrast waveguides on silicon-on-insulator (SOI), a variety of integrated photonic passive and active devices have been implemented supported by excellent optical properties of silicon in the mid-infrared spectrum. The main advantage of the silicon photonics is the ability to use complementary metal oxide semiconductor (CMOS) process-compatible fabrication technologies, resulting in high-volume production at low cost. On the other hand, explosively growing traffic in the telecom, data center and high-performance computer demands the data flow to have high speed, wide bandwidth, low cost, and high energy-efficiency, as well as the photonics and electronics to be integrated for ultra-fast data transfer in networks. In practical applications, silicon photonics started with optical interconnect transceivers in the data-com first, and has been now extended to innovative applications such as multi-port optical switches in the telecom network node and integrated optical phased arrays (OPAs) in light detection and ranging (LiDAR). This paper overviews the progresses of silicon photonics from four points reflecting the recent advances mentioned above. CMOS-based silicon photonic platform technologies, applications to optical transceiver in the data-com network, applications to multi-port optical switches in the telecom network and applications to OPA in LiDAR system.
silicon photonics integration of photonics and electronics CMOS process-compatible fabrication optical interconnect transceiver optical multi-port switch optical phased array Opto-Electronic Advances
2020, 3(10): 10200011
1 Guangdong Provincial Key Laboratory of Optical Fiber Sensing and Communications, Institute of Photonics Technology, Jinan University, Guangzhou 510632, China
2 State Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Technologies and School of Electronics and Information Technology, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, China
Frontiers of Optoelectronics
2019, 12(1): 0141–51
青岛科技大学 数理学院, 山东 青岛 266062
对不同氧化孔径尺寸的高速, 低能耗的垂直腔面发射激光器(VCSEL)进行了相对强度噪声(RIN)分析.小氧化物尺寸孔径的VCSELs器件更适用于低能耗数据传输, 且RIN特性与低能耗性能没有冲突.实验结果表明, 适合低能耗、高温度稳定性工作的小氧化孔径VCSELs器件同时表现出较好的噪声性能.高速低能耗VCSEL能够满足32GFC光纤通道标准的RIN要求, 在将来的高性能计算机应用中具有巨大优势.
噪声 垂直腔面发射激光器(VCSEL) 高速 低能耗 光互连 RIN Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers (VCSEL) High-speed Energy-effcient Optical interconnect 光子学报
2017, 46(11): 1125003
1 浙江大学 信息与电子工程学院，浙江 杭州 310027
2 中兴通讯股份有限公司，广东 深圳 518057
在光学玻璃基片上制作了双层掩埋式多模光波导芯片，这种芯片中的上、下两层光波导均通过熔盐离子交换和电场辅助离子迁移形成。对光波导的横截面以及输出光斑进行了观察，并进行了损耗和串扰测试。研究结果表明：双层多模光波导芯片中上、下两层光波导芯部横截面尺寸分别为29 μm×19 μm和31 μm×20 μm; 两层波导的输出光斑尺寸相互匹配; 两层波导传输损耗分别为1.00±0.32 dB/cm和0.78±0.35 dB/cm; 两层光波导之间的串扰在17.7dB左右。这种玻璃基片上的双层多模光波导可以使板级光互连的互连密度增大一倍，提高EOCB的性能。
玻璃 离子交换 多模光波导 光互连 glass ion-exchange multimode optical waveguide optical interconnect 红外与激光工程
2015, 44(10): 3000
1 武汉邮电科学研究院, 武汉430074
2 中国移动通信集团湖北有限公司, 武汉430023
硅基光互连技术是解决目前电互连制约瓶颈的有效手段, 而实用化集成光源的制备对硅基芯片功耗的降低和尺寸的减小有着十分重要的意义。硅基集成激光器在过去的十多年间取得了一系列重要突破, 其中III-V/Si混合集成激光器是近期最可能获得实际应用的方案之一。文章简要分析了硅基集成激光器的研究现状, 重点介绍了III-V/Si混合集成激光器的研究进展, 包括III-V/Si键合激光器和III-V/Si倒装焊激光器的发展和各自存在的问题, 并预测了硅基集成激光器的发展方向。
光互连 硅基激光器 混合集成 optical interconnect silicon-based laser hybrid integration
