Žinios

Siauresnis, nei rodo dauguma paaiškinimų. Poliarizaciją{1}}palaikantis pluoštas (PM pluoštas arba PMF) neužšąla bet kokios poliarizacijos būsenos, kurią į jį įvedate. Jis išsaugo atiesinė poliarizacija, kuri buvo paleista suderinta su viena iš dviejų savo ašių- lėta ašis arba greitoji ašis. Teisingai išlygiuokite paleidimą, o išvesties būsena išliks stabili lenkiant, naudojant ir temperatūrai. Supraskite neteisingai ir pluošte yra du komponentai, kurie plaka vienas prieš kitą, o išvesties poliarizacija dreifuoja taip pat, kaip ir įprasto pluošto.

Būtent dėl ​​​​šio apribojimo PM skaidulos tapo svarbiu tašku{0}}paketuotoje optikoje (CPO). Naudojant CPO konstrukcijas, kuriose lazeris dedamas už jungiklio paketo, pluoštas tarp lazerio modulio ir silicio fotonikos variklio turi perduoti šviesą žinomos stabilios poliarizacijos būsenos -, nes tolimajame gale laukiantys jungtys ir moduliatoriai tinkamai veikia tik vienam iš jų.

Kokia poliarizacija{0}}išlaikoma pluošto išlaikymas

Šviesa yra elektromagnetinė banga, o jos elektrinio lauko orientacija yra jos poliarizacija. Standartiniame vieno -modės pluošte du stačiakampiai poliarizacijos režimai keliauja su beveik tokia pačia sklidimo konstanta. „Beveik“ yra problema: pagrindinė elipsė dėl tempimo proceso, liekamasis įtempis, lenkimas, sukimas, šoninis slėgis ir temperatūra sukelia nedidelį, nekontroliuojamą dvigubo lūžio kiekį. Maitinimas nuolat nuteka tarp dviejų režimų, todėl išvesties poliarizacija svyruoja ir priklauso nuo to, kaip tą dieną bus nutiestas kabelis. Tas pats mechanizmas, skirtingu laiku, rodomas tolimojo{5}}nuorodose kaippoliarizacijos režimo dispersija.

PM pluoštas sprendžia problemą, padidindamas dvigubą lūžio dydį ir tyčinį, o ne mažą ir atsitiktinį. Dvi statmenos ašys yra apibrėžtos pagal konstrukciją, o lūžio rodiklio skirtumas paprastai yra kelis kartus 10^-4telekomunikacijų{0}}bangos ilgio PM šviesolaidžiui. Ašis su didesniu indeksu yra lėta ašis; kita yra greitoji ašis. Kadangi abu režimai dabar juda pastebimai skirtingu fazių greičiu, išoriniams trukdžiams nebeužtenka fazių derinimo, kad galėtų efektyviai perduoti energiją. Sujungimas slopinamas, o ne pašalintas.

Iš to išplaukia dvi pasekmės ir abi yra svarbios praktikoje:

• Pluoštas išlaiko būseną tik tuo atveju, jei ta būsena buvolinijinis ir sulygiuotas su savita ašimi paleidimo metu. Maitinimas apskrita arba savavališka elipsine šviesa ir PM pluoštu neduoda jokios naudos.
• Kadangi abu režimai kaupia fazių skirtumą, santykinė fazė kartojasi per būdingą atstumą, vadinamąritmo ilgis (L_B= λ/Δn), kuris yra maždaug keli milimetrai esant 1550 nm tipiškam PANDA pluoštui. Trumpas ritmo ilgis reiškia stiprų dvigubą laužimą ir geresnį atsparumą režimo sujungimui.

Kaip sukuriamas dvigubas lūžis

Yra daugiau nei vienas būdas sukurti dvi ašis, o PANDA yra vienas dizainas iš kelių, o ne kategorijos pavadinimas:

• PANDA- du apskriti boro-įtempimo strypai abiejose šerdies pusėse. Plačiai naudojamas, o dizainas, kurį vaizduoja dauguma žmonių. „Corning“, išradęs ir užpatentavęs PANDA struktūrą, siūlo ją maždaug nuo 400 nm iki 1550 nm bangos ilgių.
• Peteliškė-kaklaraištis- pleišto formos-įtempių sritys, paprastai suteikiančios didesnį dvigubą lūžį proceso sudėtingumo kaina.
• Elipsinė įtempių danga- asimetriškas įtempių sluoksnis, supantis šerdį.
• Elipsinė šerdis- geometrinis, o ne įtempių{1}}sukeltas dvigubas lūžis.
• Fotoniniai kristalai / mikrostruktūriniai- dvipusis lūžis iš asimetrinės oro-skylės gardelės.

Įtempimu{0}}pagrįstos konstrukcijos veikia dėl diferencinio terminio susitraukimo: legiruotos sritys susitraukia labiau nei aplinkinės silicio dioksidas, nes pluoštas po tempimo atvėsta, o atsirandantis anizotropinis įtempis sukuria indekso skirtumą dėl fotoelastinio efekto.

Standartinis vieno{0}}režimo šviesolaidis ir PM pluoštas

Praktinis skirtumas matomas atliekant surinkimo darbus, o ne duomenų lape. PM skaidulų sujungimas reiškia abiejų pluoštų sukimąsi taip, kad jų įtempių sritys išsirikiuotų prieš užsidegant lankui, o sintezės sujungiklis be ašies-atpažinimo vaizdo to negali patikimai atlikti. Be įprastų bendradarbiųsandūrų praradimasPM darbas prideda kampinės klaidos terminą, kuris kainuoja poliarizacijos grynumą, o ne galią. Šiek tiek fonovaldo poliarizacijos būseną standartiniame vieno{0}}modės pluošteyra naudingas kontekstas, kodėl alternatyvius metodus sunkiau išlaikyti stabilius.

Kodėl išoriniai{0}}lazeriniai CPO dizainai naudoja PM pluoštą

CPO perkelia optinį variklį iš priekinės plokštės į padėtį, esančią šalia jungiklio ASIC, o tai labai sutrumpina{0}}didelės spartos elektros kelią. NVIDIA paskelbė apie 22 dB elektros nuostolių, kai įprastas prijungiamas kelias yra 200 Gb/s viename kanale, palyginti su maždaug 4 dB, kai šviesolaidis tiesiogiai prijungiamas prie kartu supakuoto variklio, atitinkamai sumažėjus prievado galiai.

Toks perkėlimas sukuria lazerio problemą. Lazeriai yra mažiausiai patikimas optinio ryšio elementas ir jautriausias temperatūrai{1}}, todėl palaidoti juos pakuotėje šalia jungiklio ASIC, išsklaidančio šimtus vatų, nėra patrauklu. Alternatyva yra įdėti lazerį į priekinį -skydelio modulį - šauniausią, labiausiai aptarnaujamą važiuoklės dalį - ir nukreipti lemputę į vidų. OIF standartizavo tai kaip išorinį lazerinį mažos formos-faktorinį prijungimą (ELSFP), priekinio-panelio prijungimo formos faktorių, kuris tiekia optinę energiją vienam ar keliems optiniams varikliams per aklą-mate kelių{10}}pluošto jungtį modulio gale.

Štai čia klaidingas pradinis kadravimas: tai, kas nukeliauja tuo pluoštunuolatinė{0}}bangų šviesa, nėra moduliuotas signalas, ir jo buvimas nereiškia, kad sistema naudoja koherentinį moduliavimą. NVIDIA silicio fotonikos varikliuose naudojami mikro-žiediniai moduliatoriai, veikiantys tiesiogiai-aptinka 200 Gb/s PAM4 vienam bangos ilgiui - visiškai kitokiu režimu neikoherentinė optika, kur vietinio -osciliatoriaus fazės ir poliarizacijos sekimas yra būdingas imtuvui.

Tikroji priežastis yra fotoninio integrinio grandyno poliarizacijos jautrumas pasroviui:

• Grotelių movos, mėgstami dėl savo kompaktiško ploto ir bandomumo plokštelių{0}}lygio lygiu, yra stipriai poliarizacijos-selektyvūs. Viena-poliarizacijos grotelių jungtis skirta vienai įvesties būsenai ir atmeta stačiakampę.
• Silicio bangolaidžiaituri labai asimetriškus{0}}skerspjūvius, todėl TE ir TM režimai mato skirtingus efektyvius indeksus ir skirtingus nuostolius.
• Mikro-žiedas ir Mach-Zehnder moduliatoriaiyra suprojektuoti ir pakreipti vienai poliarizacijai. Netinkamos būsenos galia moduliuojasi netinkamai; tai tampa praradimu ir, kai kuriose geometrijose, skersiniu pokalbiu.

Taigi lazerio tiekimo poliarizacijos dreifas nepadaro informacijos nenaudinga. Tai sukuria lėtai kintančią optinę galią jungtyje, sumažėjusį moduliavimo efektyvumą, sumažintą optinio moduliavimo amplitudę ir maržos nuostolius, kuriuos turi absorbuoti nuorodos biudžetas -, o tai, esant šimtams nuorodų viename jungiklyje, yra būtent toks kintamumo sistemos kūrėjas, kuriam atsisako priimti. PM pluoštas pašalina kintamąjį.

Kur PM pluoštas yra CPO sistemoje

Ne kiekvienas CPO jungiklio pluoštas yra PM pluoštas. Įprastas išorinis{1}}lazerio kelias veikia:

1. Išorinis lazerinis modulis (ELSFP arba lygiavertis) priekiniame skydelyje, generuojantis CW šviesą
2. PM pluošto diržai arba PM juostelė neša tą šviesą į vidų, o ašies orientacija išsaugoma per kiekvieną jungtį
3. PM jungtis arba PM dalis apluošto matricos vienetas (FAU), suderindami kiekvieną pluošto šerdį ir jos ašį su atitinkamu fotoninės integrinės grandinės bangolaidžiu
4. Silicio fotonikos variklis, kuriame moduliuojama CW šviesa
5. Moduliuotas išėjimas įjungtasstandartinis vieno{0}}modės šviesolaidis, per FAU ir išeina į priekinės plokštės jungtis

„Corning“ paskelbtoje CPO medžiagoje tiksliai aprašomas šis išdėstymas: FAU mazgai, kuriuose yra mišrių vieno -modemo ir poliarizaciją-palaikančių skaidulų, kurių priekinėje plokštėje yra prijungiami lazerio šaltinio moduliai, sujungti su PIC PM skaidulomis. Bendrovė taip pat atkreipia dėmesį į tai, kodėl šie mazgai yra sudėtingi - didelis skaidulų skaičius, mišri SM/PM populiacija, mikro-optinė integracija ir labai griežti derinimo tolerancijos viename komponente. Kas patikslinaSilicio fotonikos pluošto kabeliaidirba su dviem skirtingais pluošto tipais ir dviem skirtingais darbais tame pačiame dirže.

Vieną dažnai kartojamą teiginį verta pataisyti. „Corning“ CPO „FlexConnect“ pluoštas, pristatytas OFC 2025, „Corning“ apibūdino kaip vieno-režimo ir lankstymo-atsparumą, optimizuotą trumpam --dėžutės CPO veikimui. Jis nėra apibūdinamas kaip PM pluoštas ir nėra apibūdinamas kaip produktas, sukurtas specialiai vienam klientui. „Corning“ turi CPO ekosistemos ryšį su NVIDIA, o „Corning“ tiekia PANDA PM pluoštą -, tačiau tai yra trys atskiri faktai ir juos sujungus į vieną gaunama pretenzija, kurios nė vienas iš jų nepatvirtina.

Ar PM pluoštas reikalingas kiekvienoje CPO architektūroje?

Ne. OIF bendrame{1}}pakavimo darbe išskiriami optiniai varikliai su integruotais lazeriais ir konstrukcijos, kurios priklauso nuo išorinio šviesos šaltinio. Ten, kur lazeris yra prijungtas arba apverčiamas-susmulkintas ant fotoninio štampo, nėra išorinio lazerio tiekimo, todėl nėra PM laidų -, poliarizacija fiksuojama naudojant įjungtą-lusto geometriją. PM pluoštas tampa būtinas ypač tada, kai šviesa turi nukeliauti tam tikrą atstumą per jungtis, kol pasiekia poliarizacijai{7}}jautrią jungtį.

Abu metodai yra kuriami visoje pramonėje. PM pluošto traktavimas kaip absoliutus CPO reikalavimas pervertina; traktuojant jį kaip reikalavimąišorinis-lazerisCPO yra tikslus.

Specifikacijos, kurios nusprendžia, ar PM pluoštas tinka CPO

„PM pluoštas“ nėra vienas produktas. Giroskopo{1}}rūšio pluoštas ir CPO-klasės pluoštas gali naudoti PANDA struktūrą ir vis tiek būti netinkami vienas kito pakaitalai. Jas skiriantys parametrai:

• Veikimo bangos ilgis- PM pluoštas optimizuotas kiekvienai juostai (850, 980, 1310, 1550 nm ir kt.); Naudojant jį toli nuo numatyto bangos ilgio, pablogėja ir slopinimas, ir poliarizacijos efektyvumas.
• Poliarizacijos išnykimo koeficientas (PER)- galios, esančios numatytoje ašyje, ir galios statmenoje ašyje santykis, dB. Tai yra surinkimo-lygio numeris: skaidulos, sandūros, jungtys ir montavimas.
• h-parametras- poliarizacijos skerspjūvis vienam ilgio vienetui, pluošto savybė, nepriklausoma nuo surinkimo kokybės.
• Beat ilgis- trumpesnis – geriau atsispirti trikdžiams.
• Ašies išlyginimo tolerancija- dominuojanti klaida praktikoje. Galia, sujungta su neteisinga ašimi, mastelis kaip nuodėmė²θ, taigi PER vien dėl nesutapimo yra maždaug –20 log₁₀(įdegis θ): apie 35 dB esant 1 laipsniui, apie 26 dB esant 3 laipsniui, apie 21 dB esant 5 laipsniui. Dėl šio ryšio jungties rakto orientacija ir sujungimo ašies atpažinimas nėra būtini.
• Dengimo ir dangos skersmuo- viduje-dėžutės CPO diržai dažnai naudoja sumažintą-dangos pluoštą, kad pasiektų reikiamą tankį.
• Minimalus lenkimo spindulys- maršrutas jungiklio korpuso viduje yra įtemptas, o lenkimo-sukeltas įtempimas turi įtakos PER ir nuostoliams.
• Temperatūros stabilumas- įtempiai-pagrįstas dvigubas lūžis priklauso nuo temperatūros-, o jungiklio paketas yra karšta, termiškai besikeičianti aplinka.
• Masyvo žingsnio ir FAU sujungimo tolerancija- skaidulų matricų rinkiniams, o ne atskiriems pluoštams.

Praktinis pasiūlymas visiems, lyginantiems citatasoptinio pluošto portfelis: paklauskite, kurie iš jų yra nurodyti ir kokiu tikslumu, ir ar šis skaičius reiškia pliką pluoštą, košę, juostelę ar visiškai sujungtą mazgą. Šių keturių dalykų kainos ir našumas labai skiriasi.

PM pluoštas prieš CPO

Pasakojimas, kuriame PM pluoštas buvo -vienintelė karinė medžiaga, kol AI neatskleidė, kad jis yra per daug tvarkingas. Skaiduliniai optiniai giroskopai yra seniai naudojama-svarbi programa, - jie priklauso nuo poliarizacijos stabilumo, kad būtų galima išspręsti sukimąsi naudojant Sagnac efektą -, tačiau gamintojų kataloguose telekomunikacijų, lazerių ir jutiklių programos pateikiamos dešimtmečius. PM pluoštas buvo naudojamas šviesolaidiniuose lazeriuose ir stiprintuvuose, poliarizacijai -jautriuose moduliatoriuose, koherentiniuose siųstuvų-imtuvų komponentuose, pvz., derinamuosiuose lazeriuose ir integruotuose koherentiniuose imtuvuose, šviesolaidinės srovės ir hidrofono jutikliuose bei kvantinėje ir laboratorinėje optikoje.

Tai, ką pakeitė CPO, yra tūris ir produkto forma, o ne fizika. Paklausa perėjo nuo trumpų atskirų košelių prie didelio-skaičiaus, tiksliai orientuotų diržų ir matricų, pagamintų duomenų-centrų mastu, o tai yra gamybos iššūkis, o ne medžiagų atradimas.

Kas yra patvirtinta ir kas ne

Patvirtinta iš pirminių šaltinių:

• OIF paskelbė ELSFP įgyvendinimo sutartį, kurioje apibrėžiamas priekinio-panelio prijungiamo išorinio lazerinio šaltinio formos faktorius, skirtas bendrai supakuotoms optinėms sistemoms, kartu su 3,2 Tb/s spartos-supakuotu moduliu IA ir bendros-pakavimo sistemos dokumentu.
• NVIDIA paskelbė Quantum{0}}X InfiniBand Photonics ir Spectrum-X Ethernet Photonics CPO jungiklius, kurių prekyboje bus numatyta 2026 m., nurodydama maždaug 3,5 karto didesnį energijos vartojimo efektyvumą ir 10 kartų atsparumą.
• „Corning“ viešai aprašė CPO FAU agregatus, kuriuose yra mišrus SM ir PM pluoštas, o priekiniai lazeriniai moduliai prijungti prie PIC naudojant PM skaidulą.

Negalima patikrinti iš viešųjų pirminių šaltinių, todėl čia nėra tvirtinama:dažnai platinami skaičiai apie pasaulinio PM skaidulų suvartojimo dalį, skirtą gynybiniams giroskopams, giroskopo-kainomis už metrą, palyginti su CPO-klasės PM pluoštu, ir teiginiais, kad konkretūs PM FAU tiekėjai išpardavė pajėgumus kitais metais. Jie pateikiami tiekimo-grandinės komentaruose be įvardytų ataskaitų, datų, regionų ar nurodyto pagrindo - gryno pluošto ilgio, pajamų ar surinktų komponentų. CPO-klasės PM agregatas iš tiesų yra pranašesnis už prekinį vienmodė{8}} pluoštą, tačiau aukščiausios kokybės rodiklis atspindi ašį-orientuotą surinkimą, jungtį ir našumą, o ne tik stiklą, o vienas metras{10}} nėra prasmingas būdas tai išreikšti.

Jei jums reikia šių skaičių verslo atveju, gaukite juos iš nurodytos rinkos ataskaitos arba tiekėjo pasiūlymo su pridedama specifikacija, kiekiu ir produkto forma. Visa kita yra gandas su kableliu.

Santrauka

• PM pluoštas išsaugo tiesinę poliarizaciją, suderintą su viena savita ašimi; ji nestabilizuoja savavališkų būsenų.
• Jis veikia padidindamas dvigubą lūžio dydį ir valdomą, slopindamas, o ne panaikindamas dviejų poliarizacijos režimų ryšį.
• PANDA yra labiausiai paplitęs dizainas, o ne vienintelis.
• Išorinis-lazerinis CPO naudoja PM skaidulą, nes silicio fotoninių grotelių jungtys ir moduliatoriai yra jautrūs poliarizacijai-, o ne todėl, kad sistemos yra nuoseklios - dabartiniai NVIDIA varikliai naudoja tiesioginį-aptikti PAM4.
• PM pluoštas perneša CW šviesą; moduliuoti duomenys palieka standartinį vieno{0}}modės skaidulą. Abu gyvena tuose pačiuose FAU diržuose.
• PER, ritmo ilgis, ašies išlyginimo tolerancija, bangos ilgis ir temperatūros stabilumas nusprendžia, ar tam tikras PM pluoštas tinka CPO. Vien struktūra to nedaro.
• Apyvartinių PM skaidulų kainų ir rinkos{0}}dalies skaičiams trūksta atsekamų šaltinių, todėl jų nereikėtų naudoti verslo atveju.