Учёные из Пекинского университета и их коллеги создали единую фотонную платформу, которая работает и на коротких линиях внутри дата-центров, и на магистральных маршрутах в тысячи километров. В эксперименте система передала 81,92 Тбит/с по оптоволокну длиной 1 км без оптических усилителей.
Раньше оборудование для таких линий строили по разным принципам: в дата-центрах используют простую и дешёвую модуляцию интенсивности света, а на магистралях — когерентную передачу, где приёмник анализирует ещё и фазу сигнала. Из-за этого при переходе между сегментами сети могла требоваться переработка сигнала и дополнительные вычисления. Новая платформа должна снять это разделение.
Основу системы составляет гибридный лазер с внешним резонатором: усиливающая часть сделана из фосфида индия, резонатор — из нитрида кремния. Лазер выдаёт до 70 мВт оптической мощности, имеет ширину линии менее 1 кГц и эффективность преобразования энергии 13,7%, а диапазон перестройки длины волны достигает 102 нм. С ним работают кремниевые фотонные передатчик и приёмник.
На линии в 1 км задействовали 256 каналов с разными длинами волн по 320 Гбит/с каждый. Во втором испытании сигнал прошёл 4400 км со скоростью 184 Гбит/с на канал с модуляцией QPSK, а при более сложной модуляции 16QAM система обеспечила 368 Гбит/с на 1375 км. Лазер менял длину волны менее чем за 5 мкс, передача восстанавливалась за 14 мкс, тогда как полная стабилизация мощности занимала около 58 мкс.
Пока это экспериментальная демонстрация, а не замена действующей инфраструктуре. Для роста скорости авторам нужны более быстрые модуляторы, снижение потерь в передающей части и лучшая интеграция компонентов. Работа показывает, что когерентную кремниевую фотонику можно применять не только на магистралях, но и для связи внутри крупных вычислительных и ИИ-кластеров.