IBM führt weltweit schnellstes optische Chipset vor Options

von tonja vom 27.03.2019 - 237 Hits -

Auf der 2007 Optical Fiber Conference stellen IBM Forscher den Prototyp eines optischen Transceiver-Chipsets vor, das in der Lage ist, mit bis zu 160 Gigabit/s Geschwindigkeiten zu erreichen, die mindestens achtfach schneller sind als heute verfügbare optische Komponenten. Der vorgestellte Transceiver-Prototyp ist schnell genug, um die Download-Zeit für einen typischen High-Definition-Film in voller Länge von bisher 30 Minuten oder mehr auf eine einzige Sekunde zu reduzieren.

Die Fähigkeit, Informationen mit der Geschwindigkeit von bis zu 160 Gigabit/s - 160 Milliarden Bits pro Sekunde - zu übertragen,vermittelt einen ersten Eindruck von einer neuen Ära der Hochgeschwindigkeitsverbindungen, die Kommunikation, Computing und Unterhaltungsbrache verändern kann. Optische Netze bieten das Potential, die Datentransferraten dramatisch zu erhöhen, indem für den Datenfluß Lichtpulse anstatt Elektronen eingesetzt werden.

Da die Datenmengen, die über Netzwerke übertragen werden, kontinuierlich wachsen, waren die Forscher auf der Suche nach neuen Wegen, um den Einsatz von optischen Signalen praktischer zu machen. Die Fähigkeit, diese Signale zu nützen, könnte bisher unbekannte Bandbreiten ermöglichen und eine viel höhere Signal-Treue erlauben im Vergleich zu gegenwärtig gebräuchlichen elektrischen Datenverbindungen.

Durch das Schrumpfen und Integrieren der Komponenten in ein Package sowie ihre Fertigung in einem standardisierten Chip-Herstellungsverfahren mit niedrigen Stückkosten und hohen Stückzahlen macht IBM optische Verbindungstechnologie einsetzbar für vielfältige Nutzungsbereiche. Zum Beispiel könnte die Technologie auf gedruckte Schaltkreisboards aufgebracht werden und es damit den Komponenten eines elektronischen Systems wie einem PC oder einer Set-Top-Box ermöglichen, viel schneller miteinander zu kommunizieren. Damit ließe sich die Leistung eines Gesamtsystems dramatisch nach oben schrauben.

Um dieses neue Maß an Integration im Chipset zu erreichen, haben die IBM Forscher einen optischen Transceiver mit Driver- und Receiver-ICs (Integrated Circuits) in heutiger CMOS-Technologie gebaut., das ist die gleiche Standardtechnologie für hohe Stückzahlen und niedrige Stückkosten, die für die meisten Chips heute verwendet wird. Dann wurde das Chipset mit weiteren notwendigen optischen Komponenten verbunden, die mit exotischeren Materialien erstellt wurden, wie Indium-Phosphide (InP) und Gallium-Arsenide (GaAs). Das Ganze wurde in ein integriertes Package in der Größe von nur 3,25 mal 5,25 Millimeter eingebracht.

Das kompakte Design bietet sowohl eine hohe Anzahl von Kommunikationskanälen wie auch sehr hohe Geschwindigkeiten pro Kanal. Das Ergebnis sind die bisher höchsten Informationsmengen, die jemals pro "Unit Area of Card Space" (dem ultimativen Maßstab für praktische Einsetzbarkeit) im Chipset übertragen wurden. Das Transceiver-Chipset wurde dafür entwickelt, niedrigpreisige Optiklösungen zu ermöglichen, indem es an einen optischen gedruckten Schaltkreis, der dicht gepackte Polymer-Lichtwellenleiter-Kanäle benützt, unter Nutzung von Massenfertigungsverfahren angebracht wird.

Quelle: IBM Deutschland GmbH:

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