Smávæðing og mikil samþætting verða lykilatriði í leysiþróun

Til þess að ná markmiði næstu kynslóðar samræmdra tækja sem hægt er að tengja við, verða næstu kynslóð stillanlegir leysir að ná alveg nýju stigi sjónræns samþættingar.
Það er athyglisvert að smæðing og samþætting leysis er ekki bara stærðaráskorun, heldur mikilvægara, hvernig á að bæta orkunýtni þessara leysira. Hér eru nokkrir kostir sem litlir leysir bjóða upp á hvað varðar bætta orkunýtingu:
Í fyrsta lagi hafa litlar leysir lægri rekstrarspennu og straumkröfur. Þetta er vegna þess að mjög samþætt leysihönnun notar oft háþróaða ferla og efni sem leyfa mun lægri þröskuldspennu og strauma en hefðbundnir stórir leysir.
Í öðru lagi stuðlar fyrirferðarlítil hönnun að bættri hitaleiðni. Í litlum leysigeislum er fjarlægðin sem ljós fer innan leysiflögunnar mun styttri, sem hjálpar til við að lágmarka ljóstap og hitaleiðnivandamál.
Að auki geta mjög samþættir leysir dregið úr tengingartapi. Í ljóseðlisfræði hefur tengingin á milli ljósfræði í lausu rými og flísarinnar alltaf verið tæknileg áskorun. Með því að samþætta margar aðgerðir á einni flís geta nýju leysirarnir komið í veg fyrir þessa tengingu og tengda tapi hennar.
Ljósræn samþætting er nauðsynleg til að draga úr stærð og orkunotkun. Eftir því sem fleiri og fleiri íhlutir eru samþættir á einni flís minnkar tapið smám saman og skilvirkni sjónsenditækisins eykst í samræmi við það.
Árangur og áskoranir í Laser Samþættingartækni
Stillanleg leysir samþættingartækni hefur fleygt verulega fram á síðasta áratug, að mestu uppfyllt brýna þörf markaðarins fyrir smærri stærð og meiri samþættingu.
Árið 2011 fylgdu stillanlegir leysir leiðbeiningum Multi-Source samningsins (MSA) um samþættingu stillanlegra leysibúnaðar (ITLA), sem sýndi upphaflega samþættingarmöguleika þeirra.
Árið 2015 voru stillanlegir leysir smækkaðir enn frekar og komnir á markað í formi fyrirferðarlítilla ör-ITLA sem eru aðeins 22% af stærð upprunalega ITLA pakkans, sem minnkar umtalsvert stærð tækisins.
Árið 2019 minnkar stærðin enn frekar með tilkomu nano ITLA, einingu sem er aðeins 39% af ör ITLA, sem endurspeglar samfellu og stöðugar framfarir í tækniþróun.

Mynd 1: Þróun samhangandi ljóstækni stillanlegs leysislögunarstuðils 2011-2021
Þrátt fyrir þessar glæsilegu framfarir stendur leysirsamþættingartækni enn frammi fyrir frekari samþættingaráskorunum, sérstaklega í 100G ZR samhangandi aðgangsrýminu, þar sem vaxandi eftirspurn er eftir QSFP28 tæki sem hægt er að tengja.
QSFP28 stinga einingar bjóða upp á minni orkunotkun og minna fótspor en QSFP-DD einingar, þannig að þær ættu ekki að nota sömu leysigeisla og QSFP-DD einingar. Það sem þeir þurfa - sérstakar laserlausnir með minna fótspor og minni orkunotkun.

Mynd 2: Samanburður á QSFP-DD og QSFP-28 formþáttum fyrir 100G forrit
Til þess að ná þessu markmiði verður þróun monolithic leysis mikilvæg.
Helst væri slíkur leysir fær um að samþætta allar helstu leysiaðgerðir, þar á meðal ávinning, leysihola og bylgjulengdarskáp, á sama flís, sem leiðir til verulegrar aukningar á samþættingu, minnkandi stærðar og minnkunar á orkunotkun. Framkvæmd þessarar tækni mun leggja traustan grunn að þróun næstu kynslóðar ljóssamskiptatækja.
Stuðla að frekari stærðarminnkun stillanlegra leysira
Í framtíðinni, til að draga enn frekar úr stærð stillanlegra leysira, verður nauðsynlegt að gera sér grein fyrir mikilli samþættingu innri íhluta þeirra.
Til dæmis treystir hver stillanleg leysir á bylgjulengdarskápasamstæðu til að tryggja stöðugleika leysiúttaksins við ýmsar umhverfisaðstæður eins og hitastig.
Með því að samþætta bylgjulengdarskápasamstæðuna beint á leysiflöguna, frekar en í gegnum ytri tengingar, dregur það verulega úr rýmisfótspori og orkunotkun leysipakkans.
EFFECT Photonics, hollenska leiðtoginn í sjónsamþættingartækni, hefur komið með nýstárlega lausn: þeir hafa þróað einnar flís lausn sem er samhæfð við fjölbreytt úrval stillanlegra leysira, sem samþættir allar aðgerðir, þar með talið bylgjulengdarskápinn, á einum flís . Þessi uppsetning er tilvalin til að draga úr orkunotkun og knýja fjöldaframleiðslu.
Með því að samþætta allar stillanlegar leysiaðgerðir á einni flís hefur EFFECT Photonics þróað nýju pico-ITLA (pITLA) eininguna með góðum árangri, sem verður minnsta ITLA fyrir samræmd forrit um allan heim.
pITLA er framsýn vara fyrir stillanleg leysir samþættingu sem inniheldur allar leysiaðgerðir í pakka sem er aðeins 20% af stærð nanoITLA mát. Það er aðeins 20% af stærð nanoITLA mát. Eins og sýnt er á mynd 6, virðist pITLA afar lítill jafnvel í samanburði við venjulegan eldspýtustokk.

Mynd 3: Þróun samhangandi ljósfræði ITLA mát formþáttur og stærðarminnkun, 2011-2023

Áhrif smækkaðra samþættra leysira fara langt út fyrir stærðarkostinn; það er jafn mikilvægt til að bæta orkunýtni. Fyrirferðarmeiri leysirhönnun getur oft starfað við lægri spennu og strauma, sem hjálpar til við að bæta hitauppstreymi og lágmarka tengitap.
Og ljóseindasamþætting er lykilatriði til að ná þessum frammistöðuávinningi - með því að sameina margar aðgerðir á einni flís er hægt að hámarka skilvirkni.
Samþætt og orkusparandi QSFP28-samræmd tæki sem hægt er að tengja við og meðfylgjandi smækkaðir stillanlegir leysir þeirra eru í mikilli eftirspurn þar sem við framkvæmum notkun 100G samræmdrar tækni í aðgangsnetum. pITLA einingar frá EFFECT Photonics eru mikilvægt skref í þessu samþættingar- og smæðingarferli.
Aðeins 20% af stærð nanoITLA einingarinnar uppfyllir pITLA ekki aðeins væntingar iðnaðarins um smærri stærð, heldur sýnir hann einnig áframhaldandi leit og drif til að átta sig á fyrirferðarmiklum, skilvirkum og skalanlegum stillanlegum leysigeislum á jaðri ljósnets.