Tecnología de interconexión óptica fotónica integrada y de alta velocidad

Actualmente, en el campo de los dispositivos ópticos activos, la comunicación óptica de alta velocidad (40G/100G), el acceso de banda ancha FTTH, la comunicación inalámbrica 3G y LTE, la interconexión óptica de alta velocidad, los chips aplicados a redes inteligentes de fibra óptica ( RF), las tecnologías de dispositivos y módulos compiten por convertirse en puntos clave de desarrollo. Asimismo, la tecnología de modulación de señal óptica de alta velocidad con integración fotónica y la tecnología de empaquetado de dispositivos ópticos de alta velocidad, como representante de la tecnología de plataforma de dispositivos ópticos, son cada vez más valoradas por la mayoría de los fabricantes de OC.

 

 

Satisfacer la creciente demanda de ancho de banda, a la vez que se reducen los gastos de capital, operación y mantenimiento, seguirá siendo el principal impulsor del desarrollo de la tecnología de comunicación óptica. Para satisfacer las cambiantes necesidades del sistema, el desarrollo de dispositivos de comunicación óptica activa involucra diversas tecnologías. Sin embargo, en los últimos años, varias tecnologías merecen especial atención, como la tecnología de dispositivos y módulos de transmisión de alta velocidad 40G/100G, la tecnología de acceso por fibra de próxima generación, la tecnología de componentes y módulos ROF (Radio sobre Fibra), la tecnología de integración óptica, los componentes y módulos optoelectrónicos de interconexión de alta velocidad, etc.

 

 

Los dispositivos ópticos integrados, debido a su bajo costo, tamaño pequeño, fácil ensamblaje a gran escala, alta tasa de trabajo, rendimiento estable y otras ventajas, ya en la década de 1970, atrajeron la atención e investigación mundial. En las tres décadas siguientes, con el rápido desarrollo de la tecnología de producción de guías de ondas ópticas y una variedad de tecnologías de procesamiento fino, los dispositivos ópticos integrados están fuertemente en el negocio, particularmente algunos componentes ópticos pasivos basados en circuitos de ondas de luz planas (PLC), como divisores de circuitos de ondas de luz planas, rejillas de guías de ondas en matriz (AWG), etc., se han convertido en productos populares en el mercado de comunicaciones ópticas. En el campo de los dispositivos ópticos activos, los productos de integración activa aún están lejos de ser comerciales a gran escala, pero con el exitoso desarrollo de algunas tecnologías avanzadas como la rejilla de puente de dispersión, los dispositivos activos basados en PLC recientemente lograron un gran progreso.

 

El desarrollo de la tecnología de integración óptica se divide en dos categorías: integración monolítica e híbrida. La integración monolítica se refiere al sustrato semiconductor o de cristal óptico, mediante un mismo proceso de producción, integrando todos los componentes, como las tecnologías PIC y OEIC. La integración híbrida se refiere a la fabricación, mediante diferentes procesos de producción, de componentes que luego se ensamblan en el sustrato semiconductor o de cristal óptico.

 

Anteriormente, el proceso de producción de la integración híbrida basada en silicio era bastante complejo, pero recientemente, varias instituciones de investigación han mejorado la tecnología tradicional de integración híbrida basada en tecnología flip y han logrado importantes avances. Entre ellos, destacan dos logros: el primero, la Universidad de California en Santa Bárbara, en colaboración con Intel, ha investigado un dispositivo integrado híbrido basado en oblea; el segundo, el chip basado en la Universidad de Ghent y los dispositivos integrados híbridos de oblea.

 

En los últimos años, el desarrollo de la tecnología de integración óptica ha hecho que se convierta rápidamente en una plataforma tecnológica muy valiosa en el ámbito de las comunicaciones ópticas y se espera que tenga una amplia aplicación.

 

 

La tecnología de interconexión óptica de alta velocidad se realiza mediante transceptores de fibra paralelos y cables de cinta o cables de fibra óptica. El módulo óptico paralelo se basa en matrices VCSEL y PIN, con una longitud de onda de 850 nm, adecuado para fibra multimodo de 50/125 μm y 62,5/125 μm. Su interfaz eléctrica utiliza conectores MegArray estándar en el paquete, mientras que la interfaz óptica utiliza cables de cinta MTP/MPO estándar. Actualmente, los módulos transceptores ópticos paralelos más comunes tienen 4 y 12 canales. En el mercado actual, los módulos ópticos paralelos de alta velocidad más comunes incluyen: módulo óptico paralelo de 4 × 3,125 Gb/s (12,5 Gb/s), aplicaciones como sistemas informáticos de alta gama e interconexión de corta distancia de servidores blade; módulo óptico paralelo de 12 × 2,725 Gb/s (32,7 Gb/s), utilizado en equipos de conmutación de alta gama y en conexiones de placa base. Las aplicaciones de módulos ópticos paralelos están volviéndose cada vez más maduras.

 

En la actualidad, el auge de aplicaciones como supercomputadoras, computación en la nube y comunicaciones de datos de alta velocidad a corta distancia promueven directamente el rápido desarrollo de la tecnología de interconexión óptica de alta velocidad; su tamaño de mercado y desarrollo tecnológico superarán la imaginación de la gente.