瑞薩電子近日宣布推出新系列半導(dǎo)體激光二極管“NX6375AA系列”。新開發(fā)的直接調(diào)制分布式反饋激光二極管(DFB LD，注1)支持25 Gbps&TImes;4波長運(yùn)行，作為100 Gbps光收發(fā)器的光源，用于數(shù)據(jù)中心服務(wù)器和路由器之間的通信。NX6375AA系列能夠讓系統(tǒng)開發(fā)人員開發(fā)出高速光收發(fā)器，即便在高溫環(huán)境下也可高穩(wěn)定地運(yùn)行。新系列可以在數(shù)據(jù)中心所用服務(wù)器和路由器上使用。NX6375AA系列產(chǎn)品即將量產(chǎn)。
近年來，隨著云計(jì)算在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的普及，處理大量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)中心規(guī)模和處理能力預(yù)計(jì)將以每年59%的速度遞增(注2)。對(duì)用于數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器和路由器之間實(shí)現(xiàn)通信的光收發(fā)器來說，目前需要提高傳輸速率，并且預(yù)計(jì)100Gbps系統(tǒng)將取代當(dāng)前主流的40Gbps系統(tǒng)，年增長率將達(dá)到75%(注2)。
然而，隨著系統(tǒng)發(fā)熱量不斷增加(與通信速度成正比)，可能使系統(tǒng)操作狀態(tài)變得不穩(wěn)定，因此，在高溫環(huán)境下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定操作和更高的通信速度已成為光收發(fā)器的主要問題。
瑞薩電子從2004年開始推出該領(lǐng)域的半導(dǎo)體LD，當(dāng)時(shí)通信速率為10 Gbps。新NX6375AA LD系列支持100 Gbps系統(tǒng)，這些系統(tǒng)有助于提高用戶光收發(fā)器設(shè)備的速度和可靠性，預(yù)計(jì)將通過解決上述這一領(lǐng)域的問題成為未來通信系統(tǒng)的主流設(shè)備。
新NX6375AA系列的主要特點(diǎn)：
(1)業(yè)內(nèi)首款在Tc = -5℃至85℃的工作溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高達(dá)28 Gbps /波長的穩(wěn)定工作
LD不僅支持4個(gè)波長的100 Gbps，而且能夠支持高達(dá)112 Gbps的系統(tǒng)。此外，LD使用了瑞薩電子獨(dú)特的嵌入式結(jié)構(gòu)，并采用鋁鎵銦砷(AlGaInAs)作為其材料。因此，通過優(yōu)化DFB結(jié)構(gòu)(注2)，LD可以在Tc = -5℃至85℃的寬工作溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)最大28 Gbps的傳輸速率。
LD系列中的4個(gè)波長分別為1270、1290、1310和1330納米(nm)，它們支持100Gbps CWDM(注3)的波長間隔。
(2)確保實(shí)現(xiàn)MTTF 100，000小時(shí)的高可靠性(注4)
為了使這些LD在數(shù)據(jù)中心環(huán)境中安全使用，瑞薩電子使用選擇性外延層生長工藝用于晶片生長，在有源層中控制晶體缺陷，并形成保護(hù)性抗氧化層(瑞薩電子的獨(dú)特技術(shù))。由于在制造期間可以避免鋁材料氧化，這些激光二極管的平均故障時(shí)間(MTTF)能夠達(dá)到業(yè)界領(lǐng)先的100，000小時(shí)，確保實(shí)現(xiàn)了高可靠性(注4)。
瑞薩電子計(jì)劃積極擴(kuò)展其針對(duì)100 Gbps高速通信應(yīng)用的LD產(chǎn)品線。瑞薩電子還在努力擴(kuò)大其LD在低溫方向的工作溫度范圍，以滿足通信基站等應(yīng)用的需要。此外，瑞薩電子可以通過將這些LD與瑞薩電子高速光接收設(shè)備和瑞薩電子微控制器(MCU)組合，提供具有更高附加值的解決方案。
(注1)分布式反饋激光二極管。具有內(nèi)部衍射晶格結(jié)構(gòu)和單模諧振的一種LD。DFB LD非常適合用于高速通信應(yīng)用。
(注2)根據(jù)瑞薩電子研究(2016年10月25日)
(注3)CWDM：粗波分復(fù)用。不同波長(即，多個(gè)信道)的光信號(hào)在單個(gè)光纖上傳輸?shù)募夹g(shù)。使用這些設(shè)備，4個(gè)波長每個(gè)25 Gbps能夠使總?cè)萘窟_(dá)到100 Gbps。
(注4)不保證能夠?qū)崿F(xiàn)MTTF 100，000小時(shí)的高可靠性。
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