Technologie d'interconnexion optique photonique intégrée et à haut débit

Actuellement, dans le domaine des dispositifs optiques actifs, la communication optique haut débit (40G/100G), l'accès haut débit FTTH, les communications sans fil 3G et LTE, l'interconnexion optique haut débit, les puces appliquées aux réseaux intelligents à fibre optique , les technologies de dispositifs et de modules rivalisent pour devenir des pôles de développement majeurs. L'intégration photonique, la modulation du signal optique haut débit et la technologie de conditionnement des dispositifs optiques haut débit, en tant que technologies de plateformes de dispositifs optiques, sont également de plus en plus prisées par la majorité des fabricants de dispositifs optiques actifs.

 

 

Répondre à la demande croissante de bande passante tout en réduisant les dépenses d'investissement, d'exploitation et de maintenance restera le principal moteur du développement des technologies de communication optique. Afin de répondre à l'évolution des besoins du système, le développement de dispositifs de communication optique active fait appel à de nombreuses technologies. Cependant, ces dernières années, plusieurs technologies méritent une attention particulière, notamment les dispositifs et modules de transmission haut débit 40G/100G, la technologie d'accès par fibre optique de nouvelle génération, les composants et modules ROF (Radio Over Fiber), l'intégration optique, les composants et modules optoélectroniques d'interconnexion haut débit, etc.

 

 

Dès les années 1970, les dispositifs optiques intégrés, grâce à leur faible coût, leur petite taille, leur facilité d'assemblage à grande échelle, leur cadence de production élevée, leurs performances stables et leurs autres avantages, ont suscité l'intérêt et la recherche à l'échelle mondiale. Au cours des trois décennies suivantes, grâce au développement rapide des technologies de production de guides d'ondes optiques et à diverses techniques de traitement de précision, les dispositifs optiques intégrés ont connu un essor considérable. Certains composants optiques passifs basés sur des circuits optiques planaires (PLC), tels que les répartiteurs de circuits optiques planaires et les réseaux de guides d'ondes en réseau (AWG), sont devenus des produits phares du marché des communications optiques. Dans le domaine des dispositifs optiques actifs, les produits d'intégration active sont encore loin d'être commercialisés à grande échelle, mais grâce au développement réussi de technologies avancées telles que le réseau de pont de dispersion, les dispositifs actifs basés sur PLC ont récemment connu des progrès considérables.

 

Le développement de la technologie d'intégration optique peut être divisé en deux catégories : l'intégration monolithique et l'intégration hybride. L'intégration monolithique consiste à intégrer tous les composants d'un substrat semi-conducteur ou cristal optique au cours d'un même processus de production, comme les technologies PIC et OEIC ; l'intégration hybride consiste à fabriquer une partie des composants, puis à les assembler dans un substrat semi-conducteur ou cristal optique, via différents processus de production.

 

Auparavant, le processus de production d'intégration hybride à base de silicium était assez complexe. Cependant, plusieurs instituts de recherche ont récemment amélioré la technologie traditionnelle d'intégration hybride basée sur le retournement et réalisé d'importants progrès. Parmi eux, deux réalisations remarquables sont à souligner : l'Université de Californie à Santa Barbara, en collaboration avec Intel, a développé un dispositif intégré hybride basé sur la technologie Wafer ; la puce de l'Université de Gand et ses dispositifs intégrés hybrides sur wafer.

 

Ces dernières années, le développement de la technologie d'intégration optique, qui en fait rapidement une technologie de plate-forme très prometteuse dans la communication optique, devrait être largement appliqué.

 

 

La technologie d'interconnexion optique haut débit repose sur un émetteur-récepteur à fibre optique parallèle et un câble plat ou un câble à fibre optique. Le module optique parallèle est basé sur un réseau VCSEL et un réseau PIN, d'une longueur d'onde de 850 nm, et convient aux fibres multimodes 50/125 μm et 62,5/125 μm. Son interface électrique utilise des connecteurs MegArray standard intégrés, tandis que l'interface optique utilise un câble plat MTP/MPO standard. Actuellement, les modules émetteurs-récepteurs optiques parallèles les plus courants sont à 4 et 12 canaux. Sur le marché actuel, les modules optiques parallèles haut débit les plus courants sont : 4 modules optiques parallèles à 3,125 Gbit/s (12,5 Gbit/s), utilisés pour des applications telles que les systèmes informatiques haut de gamme et les interconnexions courte distance de serveurs lames ; 12 modules optiques parallèles à 2,725 Gbit/s (32,7 Gbit/s), utilisés dans les équipements de commutation haut de gamme et pour la connexion de fond de panier. Les applications de modules optiques parallèles deviennent progressivement plus matures.

 

À l'heure actuelle, l'essor d'applications telles que les superordinateurs, le cloud computing, la communication de données à courte distance et à haut débit, favorisant directement le développement rapide de la technologie d'interconnexion optique à haut débit, sa taille de marché et son développement technologique dépasseront l'imagination des gens.