OFC2022: 硅光与800G光模块

今年OFC有来自II-VI的Po Dong博士的邀请报告"Silicon Photonics for 800G and Beyond"。但是不凑巧的是，OFC网站上没有录制相关的视频，只有paper。小豆芽这里收集一下相关的材料，供大家参考。

文章里给出了Tx端的link budget计算，DR8型Tx的结果如下图所示，

（图片来自文献1）

系统中包含两个DFB激光器，2个一分四分束器，8个MZM调制器，整个Tx端的loss为15.9dB。单端的耦合损耗为1.5dB，MZM的插损为6dB, 激光器的光功率至少16dBm。

2xFR4型的Tx链路如下图所示，包含两个CWDM4的链路。系统需要4个波长的DFB激光器，每个激光器通过一分二分束器进行分光，然后分别经过8个MZM调制器，通过两个Mux进行合束，最终通过两根光纤输出。整个链路的损耗为14.3dB, 比FR8型的loss小了1.6dB。相比较而言，链路中少了1个分束器，但是多了Mux。Mux的插损为1.5dB。

（图片来自文献1）

这两个方案中，单通道的MZM速率都为100Gbps, 因此总速率为800Gbps。MZM采用PAM4的调制方式。两种方案都需要大功率DFB激光器，光功率至少15dBm。

Intel在今年OFC上演示了其800G硅光Tx, 由于其拥有III-V异质集成技术，链路稍有区别，直接采用8个激光器输入。

(图片来自文献2)

Rockley在去年OFC上演示其800G硅光模块，如下图所示，也是采用8*100G的方案。

（图片来自https://www.ofcconference.org/library/exhibits/OFC/2021/pdfs/1157470-pb-productBrochure1.pdf）

另外一种方案是采用四组单通道200Gbps的MZM调制器，如下图所示。这对硅光的MZM调制器以及驱动电路提出了较高的要求。Acacia在做这方面的尝试。

（图片https://www.neophotonics.com/800g-coherent-versus-pam4-optical-transceivers-data-centers/）

简单整理一下，目前市场上还没有量产的硅光800G光模块，都还处于研发阶段。大都采用的是8组单通道100G PAM4的MZM调制器，链路的损耗较大，主要来自于耦合损耗与MZM的插损，因此需要大功率的DFB激光器。采用的封装形式主要是QSFP-DD和OSFP这两种。与此同时，采用传统III-V方案的800G光模块方案也在向前推进，鹿死谁手，犹未可知。小豆芽收集的信息可能不够全面，欢迎大家留言补充。

文章中如果有任何错误和不严谨之处，还望大家不吝指出，欢迎大家留言讨论。也欢迎大家向我提问，小豆芽会尽自己的能力给出解释。

参考文献：

1. P. Dong, et.al, "Silicon Photonics for 800G and Beyond", OFC 2022
2. H. Yu, et.al, "800 Gbps Fully Integrated Silicon Photonics Transmitter for Data Center Applications", OFC 2022