Ученые IBM представляют чипсет для самого быстродействующего в мире оптического трансивера

Прототип сетевого устройства расширяет до невиданных ранее пределов возможности передачи и совместного использования больших объемов информации

Специалисты научно-исследовательского подразделения корпорации [IBM #20765] (NYSE: IBM) продемонстрируют на недавно открывшейся ежегодной выставке-конференции по оптоволоконным коммуникациям Optical Fiber Communication Conference and Exposition (OFC) набор микросхем (чипсет) прототипа оптического трансивера, который позволит передавать и принимать данные по меньшей мере в восемь раз быстрее, чем любые существующие сегодня оптические сетевые компоненты.

Это технологическое достижение может коренным образом изменить представления о возможностях доступа и обмена данными через Интернет во внутрикорпоративных и общедоступных сетях. Так, например, компьютер со встроенным новым оптическим трансивером позволил бы загрузить по сети полнометражный фильм в формате высокого разрешения всего за секунду, тогда как сейчас на это нужно не менее 30 минут.

Появление сетевого оборудования, обеспечивающего передачу информации со скоростью 160 Гбит/с – или, иными словами, 160 миллиардов бит в секунду – открывает новую эру высокоскоростной связи, что приведет к преобразованию многих ИТ-отраслей, от коммуникаций до развлечений. Оптические сети позволяют значительно увеличить скорость обмена данными, ускоряя потоки битов благодаря передаче по кабелям световых импульсов, а не электронов.

«Взрывной рост объемов передаваемых по сетям данных при загрузке фильмов, телепередач, музыки и фотографий сформировал спрос на повышенную пропускную способность и быстродействие каналов связи, – говорит доктор Т.С. Чен (T.C. Chen), вице-президент подразделения IBM Research по науке и технологиям. – Необходимость решения этой проблемы обусловило широкое распространение оптической связи. Мы надеемся, что наша технология оптического трансивера поможет снять эту проблему с повестки дня».

Поскольку объемы передаваемых по сетям данных продолжают расти, исследователи ищут пути более эффективного использования оптических сигналов. Благодаря применению оптических сигналов могут обеспечиваться невиданные ранее характеристики полосы пропускания, надежности и точности передачи информации по сравнению с традиционными электрическими линиями связи. Уменьшая габариты и интегрируя компоненты в одном блоке, создавая их на базе стандартных экономически эффективных технологических процессов массового производства полупроводниковых микросхем, IBM способствует повсеместному распространению оптической связи.

Так, например, технология оптических межсоединений может быть интегрирована на уровне печатных плат, что позволит ускорить обмен данными между компонентам электронных систем – таких, как компьютер или телевизионная абонентская приставка – и, тем самым, значительно повысить производительность системы в целом.

Для достижения этого нового уровня интеграции в чипсете, ученые и инженеры IBM создали оптический трансивер, электронные схемы приемника и передатчика которого выполнены на базе стандартной технологии CMOS (КМОП), которая используется сегодня в массовом производстве большинства микросхем. Трансивер затем был объединен в единый интегрированный блок с другими необходимыми оптическими компонентами, выполненными на основе других, менее распространенных материалов, таких, как фосфид индия (InP) и арсенид галлия (GaAs). Габаритные размеры этого интегрированного блока составили всего лишь 3,25 мм на 5,25 мм.

Такое компактное конструктивное исполнение обеспечивает не только возможность реализации большого числа каналов связи, но также и высокое быстродействие каждого канала, что, в свою очередь, позволяет достичь высочайшей плотности передачи данных на единицу площади сетевой карты (платы), построенной на базе нового чипсета. Этот показатель является ключевой характеристикой эффективности технологии для ее практического использования. Новый чипсет трансивера предназначен для реализации – в рамках серийного сборочного технологического процесса – экономически выгодных высокоскоростных оптических межсоединений посредством подключения оптоволоконных кабелей к печатным платам, в которых в качестве каналов передачи данных использованы плотно расположенные полимерные волноводы.

Отчет об этой работе, названный "160-Gb/s, 16-Channel Full-Duplex, Single-Chip CMOS Optical Transceiver" («160-гигабитный 16-канальный полнодуплексный однокристальный оптический КМОП-трансивер») – который подготовлен С.Л. Шоу (C.L. Schow), Ф.Е. Доани (F.E. Doany), О. Либойрон-Ладокуром (O. Liboiron-Ladouceur), С. Баксом (C. Baks), Д.М. Кучта (D.M. Kuchta), Л. Шаресом (L. Schares), Р. Джоном (R. John) и Дж.А. Кэшем (J.A. Kash), сотрудниками принадлежащего IBM Исследовательского центра им. Т.Дж. Уотсона (T. J. Watson Research Center) в г. Йорктаун Хайтс (Yorktown Heights), штат Нью-Йорк – будет представлен 29 марта текущего года на очередной ежегодной выставке-конференции по оптоволоконным коммуникациям Optical Fiber Communication Conference and Exposition, проходящей в г. Анахайм (Anaheim), штат Калифорния. Работу над проектом нового чипсета частично финансировало агентство DARPA (Defense Advanced Research Project Agency – Управление министерства обороны США по перспективным исследованиям и разработкам).