Neuartiges optisches Chipset erreicht erstmals Übertragungsrate von 1 Terabit pro Sekunde
„Holey Optochip“-Technologie von IBM erzielt große Leistungssteigerung in der optischen Datenübertragung für Computersysteme.
Auf der diesjährigen Optical Fiber Communication Conference in Los Angeles (USA) haben IBM-Forscher den Prototypen eines parallel verarbeitenden optischen Transceiver-Chipsets vorgestellt, das in der Lage ist, ein Terabit an Daten pro Sekunde zu übertragen. Die Übertragungsgeschwindigkeit des Transceivers entspricht der vereinigten Bandbreite von 100.000 Nutzern mit einem heute typischen High-Speed-Internetzugang von 10 Megabit pro Sekunde. Mit dieser Leistungsfähigkeit könnte das gesamte Webarchiv der amerikanischen Nationalbibliothek Library of Congress, das 285 Terabytes umfasst (Stand Januar 2012), in nur etwa einer Stunde heruntergeladen werden.
Abb.: Mikrofotografie des IBM Holey Optochip, Maße 5,2 mal 5 ,8 Millimeter. (Bild: IBM)
„Das Erreichen der 'Terabit-pro-Sekunde-Schwelle' stellt einen Meilenstein in der Entwicklung von optischen Chipsets dar und ist wegweisend für die Datenverarbeitung in der Ära von Big Data“, sagt Clint Schow, Mitglied des Teams am IBM T.J. Watson Research Center in den USA, die den Transceiver-Prototypen entwickelt haben. „Durch Innovationen im Packaging und beim Design von Schaltkreisen konnten wir auf ein neues Level an Integration, Energieeffizienz und Leistungsfähigkeit der optischen Komponenten hinarbeiten.“
Abb.: Mikrofotografie der Rückseite des Optochips mit Lasern Photodetektoren, die duch die Löcher im Substrat zu sehen sind. (Bild: IBM)
Der „Holey Optochip“ besteht aus einem einzelnen, in 90-Nanometer-CMOS-Technologie gefertigten Silizium-Transceiver, der nur 5,2 mal 5,8 Millimeter groß ist und je 24 integrierten Sende- und Empfänger-Schaltkreisen besitzt. Mithilfe eines neuartigen Verfahrens wurden 48 „Löcher“ für die Empfänger- und Sendekanäle als „optische Vias“ erzeugt, die die Leistungsfähigkeit des Chips ermöglichen. Zwei mal zwölf Standard-850-Nanometer-VCSEL- und Photodioden-Arrays sind auf der Rückseite des Optochips aufgebracht. Zudem kann das Optomodul durch ein effizientes System von Mikrolinsen direkt mit herkömmlichen Verfahren an eine 48-Kanal-Multimode-Glasfaser-Verbindung angekoppelt werden.
Auch in punkto Energieverbrauch setzt der Optochip neue Massstäbe: Das Modul verbraucht fünf Watt, die Energieaufnahme von 20 Chips entspricht also der einer 100 Watt Glühbirne.
IBM / PH
