随着云计算、虚拟现实、高清视频等宽带业务的发展，下一代数据中心光互连亟需将单通道速率从当前的100 Gbps（1 Gbps=109比特/秒）升级到200 Gbps。纯硅基材料的电光调制器由于具有成本低、尺寸小、CMOS工艺兼容性等优点，故成为未来高速光互连非常有竞争力的解决方案。
日前，北京大学信息科学技术学院电子学系、区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室张帆教授课题组在相关研究方向取得重要进展。他们基于22 GHz带宽的硅基双驱动行波调制器，成功演示了80 Gbaud（1 Gbaud=109波特）的六电平强度调制（PAM-6）信号产生，实现单通道200 Gbps速率的硅基光调制芯片——这是目前纯硅基光强度调制器所达到的最大速率。随后，进一步采用 88 Gbaud的四电平强度调制（PAM-4），产生176 Gbps速率的信号，并完成1 km短距离光互连——这是目前硅基调制芯片光互连的最高单通道数据速率。他们在发射端对信号进行奈奎斯特整形，以降低对器件带宽的需求；在接收端数字信号处理中引入数字后滤波器和最大似然序列检测算法，抑制均衡增强的高频带内噪声，有效弥补了器件带宽不足的限制。该研究表明与具有数字信号处理功能的专用集成电路（ASIC）芯片共同封装的传统硅光调制器对单通道200 G数据中心光互连应用具有巨大潜力。
以上工作以《达到单通道200G的硅光调制光互连》（Up to single lane 200 G optical interconnects with silicon photonics modulator）为题，在2019年3月3—7日美国圣地亚哥举行的2019年国际光纤通信会议（Optical Fiber Communication Conference and Exhibition, OFC）上作为PDP（post-deadline paper，在截稿日期之后被接收的论文）论文发表；信息学院博士研究生朱逸萧、杨帆、张磊等发挥了重要作用。据悉，该系列会议的PDP论文旨在发布光通信领域的最新技术进展和纪录性成果，代表着领域当前最高技术水平。在四十多年的会议历史上，共发表PDP论文千余篇，中国大陆研究机构作为第一单位仅发表8篇。其他7篇均由多家国内外单位合作完成。上述论文既是本届大会21篇PDP论文中以中国大陆机构作为第一单位的唯一一篇，更是自1975年会议创办起中国大陆机构作为唯一单位独立完成的首篇OFC会议PDP论文。
相关研究工作受到国家自然科学基金重点项目支持。
原文链接：https://www.osapublishing.org/abstract.cfm?uri=OFC-2019-Th4A.6
