Interruptores fotônicos experimentais testados por pesquisadores da Universidade da Califórnia, Berkeley, EUA., mostram a promessa em direção ao objetivo de totalmente óptico, comutação de alta capacidade para futuras redes de transmissão de dados de alta velocidade. O switch desenvolvido e testado para esta pesquisa demonstrou capacidades nunca vistas antes em switches fotônicos.
Em um artigo a ser apresentado no OFC:The Optical Fiber Communications Conference and Exhibition, a ser realizada de 3 a 7 de março em San Diego, Califórnia, EUA., os pesquisadores Tae Joon Seok e colegas irão relatar com sucesso o aumento de escala de um switch fotônico de silício integrado 240x240. O dispositivo tem esse nome porque aceita 240 canais de entrada de comunicação óptica e os envia para 240 canais de saída.
Usando interruptores fotônicos experimentais fabricados no Laboratório de Nanofabricação da Marvell na UC Berkeley, a equipe de pesquisa demonstrou perda de sinal menor do que qualquer relatado anteriormente, disse Seok, que é professor assistente no Instituto de Ciência e Tecnologia de Gwangju na Coréia do Sul e pesquisador visitante na UC Berkeley.
Atendendo às necessidades da indústria com comutação óptica avançada
O setor de telecomunicações há muito adotou a tecnologia de fibra ótica como a melhor solução para atender à crescente demanda por velocidades mais altas e maior capacidade de transmissão de dados pelos antigos fios elétricos de cobre. Agora, uma revolução semelhante está ocorrendo nos pontos onde as mensagens transmitidas por fibras de longa distância são enviadas e recebidas. Em vez de interruptores elétricos que consomem muita energia, que exigem conversões óptico-elétrico-ópticas e causam perda de sinal, pesquisadores estão desenvolvendo e implantando switches fotônicos para melhorar a qualidade da transmissão e conectar uma única transmissão a dezenas e às vezes milhares de servidores.
Em particular, Comutadores fotônicos baseados em silício usando tecnologia avançada de semicondutor de óxido metálico complementar (CMOS) estão chamando muita atenção dos pesquisadores como uma plataforma poderosa devido ao seu baixo custo e alta capacidade. Eles têm o potencial de substituir interruptores elétricos, que em breve enfrentará limites de escalabilidade em desempenho e eficiência energética. Para realizar esse potencial, os pesquisadores agora estão trabalhando para superar as limitações relacionadas ao tamanho dos chips fotônicos de silício atuais e melhorar seu desempenho.
"Recentemente, muitos grupos de pesquisa relataram competitivamente interruptores fotônicos de silício com grandes contagens de portas de entrada / saída, "disse Seok. No entanto, o tamanho físico de um chip fotônico de silício foi limitado a 2 a 3 cm por causa das limitações das ferramentas de litografia necessárias para gravar os padrões geométricos necessários nas pastilhas de silício usadas como base para os chips integrados.
Seok e seus colegas superaram essa limitação usando um processo conhecido como costura litográfica, criar um switch fotônico de silício 240x240 em escala de wafer juntando nove blocos de switch 80x80 em uma matriz 3x3, com três blocos de acoplador de entrada e três de saída. Os interruptores desenvolvidos como parte do experimento acoplaram a luz que entra e sai do chip por meio de acopladores de grade. As células do interruptor eram acionadas por sondas elétricas.
A área de switch resultante era de 4 cm x 4 cm - quase dobrando o tamanho dos switches fotônicos de silício existentes. "Para o melhor de nosso conhecimento, este é o maior switch fotônico integrado já relatado em qualquer plataforma, "Seok disse.
Os resultados medidos da troca experimental também quebraram recordes. "A taxa de perda no chip para contagem de portas (0,04 dB / porta) é a mais baixa demonstrada, "Seok acrescentou.
"Esta tecnologia pode ser aplicada não apenas a interruptores fotônicos de silício, mas também a qualquer aplicação de fotônica de silício que requeira dispositivos de escala ultra grande, como processadores fotônicos programáveis, e assim por diante, "Seok disse.
