Kohärentoptische Kommunikation: Lichtphase
Kohärente Kommunikation hängt nicht nur von der Helligkeit des Lichts ab, sondern auch von dessen Phase und nutzt sogar zwei orthogonale Polarisationen. Dadurch lassen sich mehr Informationen in derselben Wellenlänge übertragen und größere Entfernungen realisieren.
1. Kohärente Lichtquelle: Immer noch ein kontinuierlicher Laser, erfordert jedoch mehr Stabilität
Die Lichtquelle in der kohärenten Kommunikation ist weiterhin ein CW-Dauerstrichlaser. Es handelt sich nicht um einen gepulsten Laser oder eine LED, sondern um einen kontinuierlichen Ausgang eines stabilen Lichtstrahls als Trägerwelle für die nachfolgende Modulation. Im Vergleich zum CWLichtquelleBei herkömmlichen optischen Modulen für kurze Reichweiten sind die Anforderungen höher. Entscheidend ist nicht nur eine ausreichende Leistung, sondern auch eine stabile Frequenz und ein geringes Phasenrauschen. Kohärente Lichtquellen können daher als stabilere optische Referenz betrachtet werden. Es handelt sich zwar weiterhin um kontinuierliche Laser, jedoch mit höheren Stabilitätsanforderungen.
2. Kohärente Modulation: Sie ist nicht mit dem Modulator von EML identisch.
Die Struktur von EML istDFB-Laser+EAM (elektroabsorbierender Modulator). Der EAM (elektroabsorbierender Modulator) verändert die Absorptionsintensität und regelt so die Helligkeit des Ausgangslichts. Daher dient der Modulator im EML (elektroabsorbierender Modulator) hauptsächlich der Intensitätsmodulation. Die kohärente Modulation funktioniert anders. Sie verwendet üblicherweise …IQ-ModulatorIQ-Modulatoren machen Licht nicht einfach heller oder dunkler, sondern teilen einen kontinuierlichen Lichtstrahl in I- und Q-Pfade auf, steuern zwei orthogonale, um 90 Grad versetzte Phasenkomponenten und synthetisieren anschließend das Ausgangssignal. Dadurch kann das Ausgangslicht gleichzeitig Amplituden- und Phaseninformationen übertragen.
3. Kohärente Demodulation: Auslesen der Phase mithilfe des Lichts eines lokalen Oszillators
Herkömmliche Photodioden (PDs) können nur die Lichtintensität messen, nicht aber direkt die Phase. Um die Phase bei kohärenter Empfangstechnik zu erfassen, wird ein Referenzstrahl, der sogenannte Lokaloszillatorlaser (LO), benötigt. Die Empfangsseite leitet das gesendete Signallicht und das Licht des Lokaloszillators in den optischen Mischer. Die beiden Lichtstrahlen interferieren, und das Interferenzsignal entspricht der Phasendifferenz zwischen ihnen. Anschließend wandelt der symmetrische Detektor dieses Interferenzsignal in ein elektrisches Signal um. Mithilfe des Lichts des Lokaloszillators kann die Empfangsseite bestimmen, um welchen Winkel das Signallicht relativ zum Referenzlicht verschoben ist.
4. Standort in AIDC: Kurzstrecken-AIDC betrachtet weiterhin IM-DD, DCI betrachtet Kohärenz stärker.
Der offensichtlichste Ort für eine reibungslose Kommunikation in KI-Rechenzentren ist DCI, was für Data Center Interconnection (Datenzentrumsvernetzung) steht. Das heißt, Hochgeschwindigkeitsverbindungen zwischen Rechenzentren, Rechenzentrenparks und innerhalb städtischer Gebiete.
IM-DD bietet jedoch weiterhin Kosten- und Energievorteile bei Kurzstreckenverbindungen innerhalb und zwischen Schränken. Optische Kurzstreckenmodule mit 800G und 1,6T werden weiterhin größtenteils auf denselben Technologien wie EML, Siliziumoptik, PAM4, PD und TIA basieren. Das kohärente System benötigt mehr Komponenten, einen höheren Stromverbrauch und einen leistungsstärkeren DSP und wird optische Kurzstreckenmodule daher nicht vollständig ersetzen.
Veröffentlichungsdatum: 12. Juni 2026