【摘 要】
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随着人们对更高速网络的需求的增加,数据中心中内部服务器之间将会面临日益增长的数据交换。为了解决这一问题,数据中心需要新一代的技术为其提供更高速率、更低延迟以及更低
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随着人们对更高速网络的需求的增加,数据中心中内部服务器之间将会面临日益增长的数据交换。为了解决这一问题,数据中心需要新一代的技术为其提供更高速率、更低延迟以及更低功耗的全光交换网络。硅基光电子以其结构紧凑、与微电子工艺兼容、成本低、功耗低和响应快的核心优点,具备实现满足这样需求的全光交换网络的前景。于此同时,高性能计算系统由于需要多个处理器以并行处理的方式工作,也将会极大程度地受益于这样的全光交换。在本文的工作中,我们提出了一款基于Benes拓扑结构的16×16硅基电光光开关。该光开关采用双微环辅助马赫-曾德尔干涉仪作为开关单元。由于该双微环辅助马赫-曾德尔干涉仪是一种谐振结构,开关单元集成有TiN热电阻和p-i-n二极管来分别用以进行波长对准和开关状态快速切换。通过传输矩阵模型,对16×16开关的频谱、群延迟和色散进行了计算仿真。在本文工作中,通过对16条代表性传输路径的频谱测试和QPSK数据传输测试验证了开关的性能。该芯片的片上插入损耗是10.6±1.7 dB,串扰小于-20.6 dB且平均切换功耗为0.34 mW。速率为32 Gb/s的QPSK信号被成功路由到各个输出端口,并维持了良好的信号完整性。开关时间响应测试验证了芯片纳秒量级的高速交换能力。
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