Gjennombrudd innen kortdistanse-kommunikasjon

[ddd-king]

Intel har gjort et gjennombrudd.[1]

Ser for meg bussen mellom CPU-NB-SB består av en enkelt bølgeleder som kan transportere mer data enn 120 linjer av kobber til sammen.

 

 

 

[1]http://www.intel.com/technology/silicon/sp/index.htm

[H4ngm4N]

Blir artig å se hvordan denne nye teknologien utvikler seg...

[Codename_Paragon]

Det er ca. 10 år siden jeg leste artikler om neste generasjons kretskort-teknikk der en la inn optiske bølgeledere inn i FR-4. Kort-til-kort-samband med lysdioder/fotodioder har allerede vært brukt. Erfaringene er at dette er raskere enn kobber når avstanden overstiker 15 cm, usikker om de dengang mente latens, rate eller begge deler.

[ddd-king]

Offtopic: som elektro-fotonikk student er dette en stor nyhet for meg, særlig å høre at de neste 5-10år vil dette komme i bruk.

 

I dag har man teknologi til å lage optisk fiber av svært høy kvalitet, med en absorbsjon på den teoretiske grensen på 0.2dB/km ved 1.55um.

 

Problemet har vært knyttet til pris pga. lasere i senderen og photodetektoren i mottakeren er vært laget av dyre materialer. Også monteringsteknikker er umodent i dag.

 

Man har også tidligere brukt TIR, total internal reflection, til å guide lys. Men pga. dette kan man ikke bøye waveguiden i særlig stor grad, ofte snakk om mm i radius på buen), fordi da tilfredstiller man ikke TIR og lyset vil bli strålt ut av fiberen.

 

Man har i dag photonic crystals som kan nærmest bøye lyset 90 grader. Dette er lovende nytt fordi man kan nå lede lys i mikrokanaler inni en enkelt chip som kan ta seg av mottak, signalprocessing og transmisjon av informasjon.

 

Hvis man tar i bruk lys så har man derimot mange fordeler:

- praktisk udendelig båndbredde. Man kan sende i hvilken hastighet man vil.

- lav effekt og liten absorbsjon

- Ikke interferens med RF signaler

- Én leder for all kommunikasjon

- Svært lite støy (CNR = 58dB i dag) som fører til lav bit error rate, BER.

 

Men en kunde er ikke interessert i dette hvis prisen for produktet er for høy. Det er her silicon (silisium på norsk) kommer inn i bildet. Med dagens velkontrollerte Si prosess vil man klare å lage prisgunstige sendere, mottakere og modulatorer. Hvis dette kommer til din PC og man lyktes i å lage kvantedatamaskiner så kan fremtiden bli veldig fin

 

Så dette syntes jeg var en svært god nyhet

[saboi]

leste ikke hele artikkelen, men skal dette bare brukes i PC'er?

hvis den nye Cell-teknologien til sony, ibm og toshiba bare er halvparten så bra som de sier, så har man ikke mye bruk for pc'er lenger.. de hevder liksom at en vanlig cell-dings som kommer til å sitte i vanlige dataer er ca halvparten så kraftig som dagens supercomputere

[ddd-king]

Det er først snakk om høyhastighet signaloverføringer over kort distanser, cm-skala. Det er først og fremst rettet mot høyhastighetsbusser i PCer, ypperlig for superdatamaskiner. Men andre bruksområder kan også adoptere denne teknologien.

 

Det som er viktig å merke seg er at signalene bruker omtrent like lang tid for å nå målet, både i kobber og i silica glass er hastigheten omtrent like stor. Men det er båndbredden som skiller disse to bølgelederne. Optisk bølgeleder har svært stor båndbredde og man kan derfor sende mange bølgelengder. Man vet fra Fourrier at en firkant puls inneholder flere bølgelengder med betydelig amplitude. Jo smalere denne pulsen er, for å presse inn mange pulser per tidsenhet for å få høy bit rate, jo bredere er freksvensspekteret.

 

Det er her kobber sliter i dagens behov. Det skal bli morsomt å se optikk blir brukt i datamaskiner.

 

For å få til dette trenger man:

- gode Photosensorer

- god optisk fiber

- rask modulatorer

- gode LASERE

 

De to siste punktene har Intel bidratt med de to siste årene. God optisk fiber har vi. Nå jobben å få ned prisene til en akseptabel nivå.

 

Denne utviklingen gjaldt for optisk fiber kommunikasjon for 10-20 år siden..

[Feynman]

Man får i dag lasere som er gode nok til nær sagt hvilket som helst bruk. Det som er ønskelig er en laser som i optikken tilsvarer elektronikkens VCO. Dvs. at man med en spenning (elektrisk signal) kan bestemme frekvensen på lyset i laseren. Da kan man virkelig snakke om billig optiske systemer.

[ddd-king]

Man får i dag lasere som er gode nok til nær sagt hvilket som helst bruk. Det som er ønskelig er en laser som i optikken tilsvarer elektronikkens VCO. Dvs. at man med en spenning (elektrisk signal) kan bestemme frekvensen på lyset i laseren. Da kan man virkelig snakke om billig optiske systemer.

Lurer fælt på hva du skal med dette...

 

I RF kan AM være ugunstig fordi det er så mye forstyrrelser i dette spekteret. Fading effect er også et problem. Derfor byttet man til FM for å være bedre rustet mot støy og bli kvitt fading effect'en.

 

I optikk har man ikke slike problemer. Da er det like greit å holde til det enkleste. IM (intensity modulation), som er mitt eget ord som tilsvarer AM i RF.

 

Jeg håper du ikke blander FM-konseptet med WDM. Man trenger VCO i FM, men jeg lurer på hvilke fordeler man har med VCW (voltage controlled wavelength)...

[Feynman]

Ideen er at man istedefor å lage en type laser per bølgelengde, f.eks. ved å bruke forskjellige lenger på lasermediet som Intel viste, har man en standardkomponent som kan konfigureres til å modulere en gitt WDM kanal. Om en slik komponent masseproduseres kan prisen og anvennligheten bli svært interessant.

 

Det fins forresten moduleringstenikker som er identisk med AM i radio, og det er da ikke snakk om IM. Forskjellen er at det i praksis trengs en lavere lysmengde for å bestemme bit-verdien. For ordens skyld: ASK er mer korrekt en AM, og det er ikke snakk om et system som er i bruk. Men det forskes på dette samt FSK- og PSK-teknikker.

[ddd-king]

Ideen er at man istedefor å lage en type laser per bølgelengde, f.eks. ved å bruke forskjellige lenger på lasermediet som Intel viste, har man en standardkomponent som kan konfigureres til å modulere en gitt WDM kanal. Om en slik komponent masseproduseres kan prisen og anvennligheten bli svært interessant.

 

Det fins forresten moduleringstenikker som er identisk med AM i radio, og det er da ikke snakk om IM. Forskjellen er at det i praksis trengs en lavere lysmengde for å bestemme bit-verdien. For ordens skyld: ASK er mer korrekt en AM, og det er ikke snakk om et system som er i bruk. Men det forskes på dette samt FSK- og PSK-teknikker.

For å få til en stabil LASER med minst source linewidth BØR man mate LASEREN med en konstant strøm. Dette er pga. forandring i carrier consentration kan gi en "frequency chirp", som er uønskelig. For lavhastighets formål, <2.5Gbit/s brukes direkte modulasjon. Dvs at strømmen forandrer seg. I høyhastighetsformål >10GBit/s brukes ekstern modulasjon og LASEREN får en konstant strøm. Det er da bedre å ha CW LASERE til superhastighetsbruk.

 

"Det fins forresten moduleringstenikker som er identisk med AM i radio"

 

Gi meg relevant refaranse for denne teknikken. Evt. en mer spesifikk beskrivelse.

 

"Men det forskes på dette samt FSK- og PSK-teknikker."

 

Sensorer som brukes reagerer på Intensiteten til bølgen, |E(r,t)|^2

FSK og PSK ligger nok langt frem i tid...om mulig!

[Feynman]

"Det fins forresten moduleringstenikker som er identisk med AM i radio"

 

Gi meg relevant refaranse for denne teknikken. Evt. en mer spesifikk beskrivelse.

http://www.amazon.com/exec/obidos/tg/detai...=glance&s=books

 

Siste kapittel.

Endret 21. februar 2005 av Feynman

[ddd-king]

Vel, nå har jeg boka foran meg. Jeg ser ikke så mye nytt i dette avsnittet som er relevant for topic'en.

 

"For ordens skyld: ASK er mer korrekt en AM".

 

Hvis du vil være pirkete, så er det mest korekte: OOK...

[Feynman]

Vel, nå har jeg boka foran meg. Jeg ser ikke så mye nytt i dette avsnittet som er relevant for topic'en.

Det er det ikke. Var bare et svar på at noen mente at IM og AM var det samme.

[ddd-king]

Vel, nå har jeg boka foran meg. Jeg ser ikke så mye nytt i dette avsnittet som er relevant for topic'en.

Det er det ikke. Var bare et svar på at noen mente at IM og AM var det samme.

Hvem pokker mente at IM er det samme som AM.

 

Ikke les mellom linjene. Når man snakker om optisk fiber kommunikasjon er det underforstått at man snakker om modulering av intensiteten.

 

"Ideen er at man istedefor å lage en type laser per bølgelengde, f.eks. ved å bruke forskjellige lenger på lasermediet som Intel viste, har man en standardkomponent som kan konfigureres til å modulere en gitt WDM kanal. Om en slik komponent masseproduseres kan prisen og anvennligheten bli svært interessant."

 

Kan du utdype dette med hensyn på ytelse/pris, og hvordan dette "standardkomponentet" skal operere? Da hadde jeg vært veldig taknemlig.

[Feynman]

 

Kan du utdype dette med hensyn på ytelse/pris, og hvordan dette "standardkomponentet" skal operere? Da hadde jeg vært veldig taknemlig.

Man kan ha et bestemt antall lasere i en svitsj, hvor lyset ledes inn i samme fiber. En laser gir en kanal. Alle laserene er like i utgangspunktet, men bølglengdene er forskjellige og bestemmes utifra et konfigureringssystem.

 

Produksjonskkostnadene for en slik laser vil bli som med alt annet innen halvlederteknologi; lav. Forskning og utvikling vil bli høy, men da et slikt produkt vil selge godt vil det gå greit. Materialer er det litt mer usikkert med, men sannsynligvis vil det være det samme som med de laserene som brukes nå. En stor fordel med en slik laser er å benytte det i et nettverk med optisk routing. Men det ligger litt lengre inn i fremtiden. Sammen med skalerbar laser.

[ddd-king]

Jeg ble litt usikker på den enheten du beskrev nå skal være noe man får i fremtiden eller nå.

[Feynman]

Jeg ble litt usikker på den enheten du beskrev nå skal være noe man får i fremtiden eller nå.

Hvis den i det hele tatt fins er det snakk om prototyper. Men det er noe som står øverst på ønskelisten til de fleste telekom-selskaper. Og det forskes garantert på det.

[ddd-king]

Jeg ble litt usikker på den enheten du beskrev nå skal være noe man får i fremtiden eller nå.

Hvis den i det hele tatt fins er det snakk om prototyper. Men det er noe som står øverst på ønskelisten til de fleste telekom-selskaper. Og det forskes garantert på det.

Siden 1990 tallet har man lyktes å lage tuneable LASER. Man benyttet Bragg Reflection.

 

I dag brukes to typer LASERE i høyhastighetskommunikasjon.

 

1) DFB LASER (meget god laser med linewidth<0.1nm)

2) DBR LASER

 

Man har også tuneable LASERE laget ved hjelp av MEMS teknologi.

En felles egenskap for alle disse er Selective Reflection. Feedback av riktig bølgelengde (DFB) øker intensiteten til en bestemt mode (Single Mode LASER).

 

Disse teknologiene over brukes i alle høyhastighetssystemer i dag, ved 1.55um (opereres her pga. EDFA og lav absorbsjon).

Problemet i dag er ikke teknologi, men pris. Det er dette Intel prøver å gjøre noe med.

[ddd-king]

Feyman:

Kan jeg spørre om hvilken teknisk bakgrunn du har?

[Feynman]

Siv.ing. Telekom

Siden 1990 tallet har man lyktes å lage tuneable LASER. Man benyttet Bragg Reflection.

Stemmer. Men den tar jo litt plass da, hvis jeg husker rett. Endret 21. februar 2005 av Feynman