Ein Chip, der Glasfasernetzwerke revolutionieren könnte wurde hergestellt von Forschern der ETH Zürich. Der monolithische Chip, der Daten schnell mit Licht überträgt, ohne die Signalqualität zu verlieren, erhöht die Datengeschwindigkeit in Glasfasernetzen.
In einem ersten Schritt konnten die Forscher elektronische und lichtbasierte Elemente auf demselben Chip zusammenführen. Dies ist a technischer Durchbruch da diese Elemente derzeit auf separaten Chips hergestellt und anschließend mit Drähten verbunden werden müssen.
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Steigende Nachfrage nach Glasfasernetzen erfordert neue Lösungen
Zürich ist eine solche Stadt, die Glasfasernetze für die Lieferung verwendet Highspeed-Internet , TV und andere Streaming-Dienste; bis zum Ende dieses Jahrzehnts könnten diese optischen Kommunikationsnetze jedoch an ihre Grenzen stoßen, und als Jürg Leuthold, ETH-Professor für Photonik und Kommunikation, sagte , "Die steigende Nachfrage wird nach neuen Lösungen erfordern. Der Schlüssel zu diesem Paradigmenwechsel liegt in der Kombination elektronischer und photonischer Elemente auf einem einzigen Chip." Und genau das haben die Forscher tatsächlich getan.
Die Wissenschaftler schrieben: "Jetzt werden elektronische Signale mithilfe separater Chips in Lichtsignale umgewandelt. Auf diese Weise verlieren wir eine erhebliche Menge an Signalqualität. Dies begrenzt die Geschwindigkeit der Datenübertragung mithilfe von Licht.
"Daher haben wir mit der Entwicklung eines Modulators begonnen - einer Komponente auf einem Chip, die Licht einer bestimmten Intensität erzeugt und elektrische Signale in Lichtwellen umwandelt. Die Modulatorgröße ist sehr klein, um Qualitäts- und Intensitätsverluste während des Vorgangs zu vermeidender Konvertierungsprozess. "
Wie funktioniert es?
Die Forscher konnten kleine monolithische Schaltkreise mit einer photonischen und einer elektronischen Schicht herstellen und elektrische Signale in noch schnellere optische umwandeln. photonische Schicht wurde hergestellt, um einen Plasmaintensitätsmodulator zu enthalten, der auf Metallstrukturen basiert, die Licht lenken, um hohe Datenraten zu erzielen.
Datenübertragung mit einer Rekordgeschwindigkeit von 100 Gigabit pro Sekunde
Die vier Eingangssignale mit niedrigeren Geschwindigkeiten werden kombiniert und verstärkt, um ein elektrisches Hochgeschwindigkeitssignal zu bilden. Die Forscher konnten Daten mit einer Rekordgeschwindigkeit von 100 Gigabit pro Sekunde unter Verwendung des neuartigen Chips in einem ersten übertragen.
Leuthold gab an, dass ihre vorläufigen Tests zeigen, dass diese Technologien miteinander verbunden werden können, um die schnellsten kompakten Chips herzustellen. "Wir sind überzeugt, dass diese Lösung auch den Weg für eine schnellere Datenübertragung in optischen Kommunikationsnetzen der Zukunft ebnen kann."
Die Studie wurde in der Zeitschrift veröffentlicht Naturelektronik .