IBM Forscher führen das derzeit weltweit schnellste optische Chipset vor


27 Mrz 2007 [09:12h]     Bookmark and Share



Prototypen-Technologie weist auf eine neue Ära der Datenübertragung / Instant-Film-Downloads möglich / bis zu 160 Gigabit/s

Auf der 2007 Optical Fiber Conference stellen IBM Forscher (NYSE:IBM) den Prototyp eines optischen Transceiver-Chipsets vor, das in der Lage ist, mit bis zu 160 Gigabit/s Geschwindigkeiten zu erreichen, die mindestens achtfach schneller sind als heute verfügbare optische Komponenten.

Der Durchbruch könnte die Art und Weise verändern, wie für Firmen- und Verbrauchernetzwerke Daten zugänglich gemacht werden und über das Web verteilt und genutzt werden. Der vorgestellte Transceiver-Prototyp ist schnell genug, um die Download-Zeit für einen typischen High-Definition-Film in voller Länge von bisher 30 Minuten oder mehr auf eine einzige Sekunde zu reduzieren.

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Die Fähigkeit, Informationen mit der Geschwindigkeit von bis zu 160 Gigabit/s – 160 Milliarden Bits pro Sekunde – zu übertragen,vermittelt einen ersten Eindruck von einer neuen Ära der Hochgeschwindigkeitsverbindungen, die Kommunikation, Computing und Unterhaltungsbrache verändern kann.

Optische Netze bieten das Potential, die Datentransferraten dramatisch zu erhöhen, indem für den Datenfluß Lichtpulse anstatt Elektronen eingesetzt werden.

„Die Datenexplosion bei der Übertragung von Filmen, TV-Shows, Musik oder Fotos schafft eine Nachfrage für höhere Bandbreite und höhere Geschwindigkeiten in der Netzverbindung“, sagt Dr. T.C. Chen, Vice President, Science&Technology, IBM Forschung. „Ein breiterer Einsatz von optischer Kommunikation wird nötig, um dieses Thema zu adressieren. Wir glauben, daß unsere optische Transceiver-Technologie hierauf eine Antwort bieten könnte.“

Da die Datenmengen, die über Netzwerke übertragen werden, kontinuierlich wachsen, waren die Forscher auf der Suche nach neuen Wegen, um den Einsatz von optischen Signalen praktischer zu machen. Die Fähigkeit, diese Signale zu nützen, könnte bisher unbekannte Bandbreiten ermöglichen und eine viel höhere Signal-Treue erlauben im Vergleich zu gegenwärtig gebräuchlichen elektrischen Datenverbindungen.

Durch das Schrumpfen und Integrieren der Komponenten in ein Package sowie ihre Fertigung in einem standardisierten Chip-Herstellungsverfahren mit niedrigen Stückkosten und hohen Stückzahlen macht IBM optische Verbindungstechnologie einsetzbar für vielfältige Nutzungsbereiche.

Zum Beispiel könnte die Technologie auf gedruckte Schaltkreisboards aufgebracht werden und es damit den Komponenten eines elektronischen Systems wie einem PC oder einer Set-Top-Box ermöglichen, viel schneller miteinander zu kommunizieren. Damit ließe sich die Leistung eines Gesamtsystems dramatisch nach oben schrauben.

Um dieses neue Maß an Integration im Chipset zu erreichen, haben die IBM Forscher einen optischen Transceiver mit Driver- und Receiver-ICs (Integrated Circuits) in heutiger CMOS-Technologie gebaut., das ist die gleiche Standardtechnologie für hohe Stückzahlen und niedrige Stückkosten, die für die meisten Chips heute verwendet wird. Dann wurde das Chipset mit weiteren notwendigen optischen Komponenten verbunden, die mit exotischeren Materialien erstellt wurden, wie Indium-Phosphide (InP) und Gallium-Arsenide (GaAs). Das Ganze wurde in ein integriertes Package in der Größe von nur 3,25 mal 5,25 Millimeter eingebracht.

Das kompakte Design bietet sowohl eine hohe Anzahl von Kommunikationskanälen wie auch sehr hohe Geschwindigkeiten pro Kanal. Das Ergebnis sind die bisher höchsten Informationsmengen, die jemals pro „Unit Area of Card Space“ (dem ultimativen Maßstab für praktische Einsetzbarkeit) im Chipset übertragen wurden. Das Transceiver-Chipset wurde dafür entwickelt, niedrigpreisige Optiklösungen zu ermöglichen, indem es an einen optischen gedruckten Schaltkreis, der dicht gepackte Polymer-Lichtwellenleiter-Kanäle benützt, unter Nutzung von Massenfertigungsverfahren angebracht wird.

Der Artikel über diese Arbeit, “160-Gb/s, 16-Channel Full-Duplex, Single-Chip CMOS Optical Transceiver,” by C.L. Schow, F.E. Doany, O. Liboiron-Ladouceur, C. Baks, D.M. Kuchta, L. Schares, R. John, and J.A. Kash of IBM’s T. J. Watson Research Center, Yorktown Heights, N.Y. wird am 29. März 2007 auf der 2007 Optical Fiber Conference in Anaheim vorgestellt. Die Arbeit wurde teilweise finanziert von der Defense Advanced Research Project Agency durch das Chip to Chip Optical Interconnect (C2OI) Programm.

Weitere Informationen in der original englischsprachigen Presseinformation anbei. Fotos sind auf Anfrage verfügbar.

IBM Researchers Demonstrate World’s Fastest Optical Chipset

Prototype Technology Points to New Era of Data Sharing, Instant Movie Downloads

Anaheim, CA., March 26, 2007 – At the 2007 Optical Fiber Conference, IBM (NYSE: IBM) scientists will reveal a prototype optical transceiver chipset capable of reaching speeds at least eight times faster than optical components available today.

The breakthrough could transform how data is accessed, shared and used across the Web for corporate and consumer networks. The transceiver is fast enough to reduce the download time for a typical high definition feature-length film to a single second compared to 30 minutes or more.

The ability to move information at blazing speeds of 160 Gigabits — or 160 billion bits of information in a single second — provides a glimpse of a new era of high-speed connectivity that will transform communications, computing and entertainment. Optical networking offers the potential to dramatically improve data transfer rates by speeding the flow of data using light pulses, instead of sending electrons over wires.

“The explosion in the amount of data being transferred, when downloading movies, TV shows, music or photos, is creating demand for greater bandwidth and higher speeds in connectivity,” said Dr. T.C. Chen, vice president, Science & Technology, IBM Research. “Greater use of optical communications is needed to address this issue. We believe our optical transceiver technology may provide the answer.”

As the amount of data transmitted over networks continues to grow, researchers have been looking for ways to make the use of optical signals more practical. The ability to use these signals could offer previously unheard of amounts of bandwidth and enhanced signal fidelity compared to current electrical data links. By shrinking and integrating the components into one package, and building them with standard low-cost, high-volume chip manufacturing techniques, IBM is making optical connectivity viable for widespread use.

For example, the technology could be integrated onto printed circuit boards to allow the components within an electronic system – such as a PC or set top box — to communicate much faster, dramatically enhancing the performance of the system itself.

To achieve this new level of integration in the chipset, IBM researchers built an optical transceiver with driver and receiver integrated circuits in current CMOS technology, the same standard, high-volume, low-cost technology used for most chips today. They then coupled it with other necessary optical components made in more exotic materials, such as indium phosphide (InP) and gallium arsenide (GaAs), into one, integrated package only 3.25 by 5.25 millimeters in size.

This compact design provides both a high number of communications channels as well as very high speeds per channel, resulting in an amount of information transmitted per unit area of card space taken up by the chipset (the ultimate measure of viability for practical use) that is the highest ever. This transceiver chipset is designed to enable low cost optics by attaching to an optical printed circuit board employing densely spaced polymer waveguide channels using mass assembly processes.

The report on this work, “160-Gb/s, 16-Channel Full-Duplex, Single-Chip CMOS
Optical Transceiver,” by C.L. Schow, F.E. Doany, O. Liboiron-Ladouceur, C. Baks, D.M. Kuchta, L. Schares, R. John, and J.A. Kash of IBM’s T. J. Watson Research Center, Yorktown Heights, N.Y. will be presented on March 29 at the 2007 Optical Fiber Conference in Anaheim. This work was partially funded by Defense Advanced Research Project Agency through the Chip to Chip Optical Interconnect (C2OI) program.

About the IBM Research Division
IBM Research is the world’s largest information technology research organization, with about 3,000 scientists and engineers in eight labs in six countries. IBM has produced more research breakthroughs than any other company in the IT industry. For more information on IBM Research, visit http://www.research.ibm.com.


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Kommunikation/Communications
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