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«Creemos que este enfoque de integración podría utilizarse para lograr una transmisión de 200 Gbaud con un modulador de fotones de silicio». ~ Investigador.
Investigadores de la Universidad de Southampton (Reino Unido) desarrollaron recientemente un transmisor basado en tecnología de semiconductores de óxido metálico complementario (CMOS) y fotónica de silicio. Al desarrollar conjuntamente el amplificador del controlador eléctrico y el modulador óptico dentro del dispositivo, han logrado mayores velocidades de datos y eficiencia energética.
La nueva tecnología es un transmisor óptico totalmente de silicio que combina tecnología CMOS masiva de 28 nm con fotónica de silicio. Es capaz de realizar transferencias de datos a alta velocidad, alcanzando velocidades de 112 Gigabaud (GBd), lo que equivale a 112 Gigabits por segundo cuando se utiliza On-Off Keying Modulation (OOK), y duplica esta velocidad a 224 Gigabits por segundo cuando se utiliza Modulación de manipulación por impulsos. Modulación de amplitud de cuatro niveles (PAM-4).
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El equipo exploró los límites del consumo de energía a estas altas velocidades de transmisión y demostró con éxito que se puede lograr una eficiencia energética de menos de un picojulio por bit. Sorprendentemente, este nivel de eficiencia se logra sin depender de métodos tradicionales como el preénfasis o el modelado de señales en la fuente de datos, que se usan comúnmente para mejorar la integridad de la señal.
Uno de los desafíos clave es el equilibrio entre minimizar el consumo de energía del amplificador del controlador y mantener una relación señal-ruido (SNR) aceptable, lo cual es crucial para mantener la tasa de error de bits (BER) dentro de un rango aceptable. Un menor consumo de energía del amplificador del controlador normalmente tiene el efecto perjudicial de degradar la SNR y, por lo tanto, aumentar potencialmente la BER.
Para abordar este compromiso, los investigadores realizaron análisis experimentales de todo el enlace del transceptor, evaluando la relación entre la eficiencia de la energía eléctrica y la potencia óptica promedio recibida. Esta investigación es crucial para optimizar el diseño y el funcionamiento de transmisores ópticos para sistemas de comunicación de alta velocidad y energéticamente eficientes.
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