超越1.6 Tb/s的硅基局域网WDM发射器，实现高效传输

《IEEE Photonics Technology Letters》：Beyond 1.6-Tb/s Silicon LAN-WDM Transmitter for High-Energy-Efficiency Transmission

硅光子学中提出了一种基于8行波马赫-曾德尔调制器的波分复用发信机，结合晶格滤波器实现1.6 Tbps传输容量，采用ANN-MLSE均衡算法在1公里和10公里光纤上分别达到2 Tbps和1.6 Tbps的传输速率，误码率低于SD-FEC阈值，能效达0.18 pJ/bit，带宽密度达36.2 Gbps/mm。

　　

摘要：

我们展示了一种全硅制的局域网波分复用（LAN-WDM）发射器，其传输容量可达到1.6 Tbps及以上。该发射器采用了8个行波马赫-曾德尔调制器（TW-MZMs），每个调制器的电光带宽为60 GHz，同时使用基于晶格滤波器的高斯型通带多路复用器。通过结合线性与非线性均衡算法（该算法基于级联人工神经网络和最大似然序列估计技术，即ANN-MLSE），我们实现了单通道250 Gbps的四电平脉冲幅度调制（PAM4）传输，其对应的比特错误率（BER）低于20%的软判决前向纠错（SD-FEC）阈值（2E-2）。在1公里和10公里的单模光纤上传输时，8个通道的总比特率分别达到了2 Tbps和1.6 Tbps。对于1.6 Tbps和2 Tbps的传输，该发射器的能效和带宽密度分别高达0.18 pJ/bit和28.9 Gbps/mm2。我们认为，由于出色的性能和低成本制造工艺，这种基于硅光子技术的发射器在长距离应用中具有巨大潜力。

引言

随着云计算、大型语言模型和人工智能等新兴应用的发展，全球数据流量预计到2025年将达到175 ZB。为了满足这一不断增长的数据需求，数据中心的下一代光收发器必须实现800 Gbps及以上的传输容量。在各种用于高速光互连的光子集成平台中，硅光子技术（SiPh）凭借其高集成密度、低功耗和大规模制造优势，在过去几十年里受到了广泛研究。