在基于阵列波导光栅（AWG）的光互连数据中心中，提出了一种改进的多信道矩阵接收方案，该方案允许每个节点同时接收任意一组波长。该方案基于差错控制编码理论设计了只需要使用少量接收机、固定波长滤波器和一个波长可变滤波器的组合。通过OptiSystem软件仿真验证了在10 Gbit/s和40 Gbit/s的传输速率下，新旧接收方案的接收差异。实验表明，该方案可以有效降低发射功率和减少接收端所需固定波长滤波器的数量，节约了数据中心的设备成本和功耗。

数据中心面临带宽与能耗的双重挑战，光交换具有高带宽、低功耗和透明传输等优势，是一种极具前景的解决方案。针对Clos架构中使用电缓存所引起的高能耗与高延迟问题，提出了一种基于Ring-Clos的全光交换架构，通过级内连接与可调波长转换器为光分组提供相邻中间级路由，解决了部分输入级或中间级输出端口冲突的问题。利用并行匹配调度算法为光分组分配路径，算法复杂度低，硬件实现简单。仿真结果表明，所提架构的丢包率仅为Clos架构的48.81%，有效提高了网络性能。

Upcoming generations of coherent intra/inter data center interconnects currently lack a clear path toward a reduction of cost and power consumption, which are the driving factors for these data links. In this work, the tradeoffs associated with a transition from coherent C-band to O-band silicon photonics are addressed and evaluated. The discussion includes the fundamental components of coherent data links, namely the optical components, fiber link and transceivers. As a major component of these links, a monolithic silicon photonic BiCMOS O-band coherent receiver is evaluated for its potential performance and compared to an analogous C-band device.

为了满足超大数据中心之间超大容量数据传输需要, 研究人员开发出涂覆直径为200 μm的6912芯光缆。介绍了200 μm光纤结构与性能和蜘蛛网光纤带结构、光纤识别及左右双向(SZ)绞合等关键技术。经机械性能和环境性能测试, 结果表明6912芯光缆性能符合光缆标准和实际使用要求。

如今数据中心的业务流量需求急剧上升, 很多服务商早已开始着手400 Gbit/s以太网通信系统的建设。相比于100 Gbit/s光模块, 400 Gbit/s光模块可提供更高的传输带宽以及更低的功耗和成本。针对上述需求, 文章提出了一种应用于数据中心光通信网络系统的400 Gbit/s光收发模块设计方案。首先介绍了400 Gbit/s光模块的相关协议及标准, 然后给出了模块的总体设计框架, 主要从速率转换、发射、接收和监控4部分进行了阐述, 最后对该模块进行了测试。测试结果表明, 该模块符合各项协议与标准的规定, 是一种能实现数据中心400 Gbit/s以太网传输的良好解决方案。

无源光互连数据中心由于其低成本、低功耗和高速率受到了广泛关注。在无源光互连数据中心中,同时可用的信道数目不能超过可用波长数,波长数量也限制了总吞吐量。为了减少光互连数据中心的波长需求、提高光互连数据中心的波长利用率与可扩展性,将NRZ+Manchester信号结合偏振复用应用于光互连数据中心,实现机架内4个服务器共享一条波长,从而将吞吐量提升4倍。通过仿真验证了该方案在10 Gbit/s速率下能够只使用16个波长实现机架内64个服务器的光互连,在25 Gbit/s速率下只使用8个波长就能够实现32个服务器的光互连。该方案能够节省75%的波长数量,降低设备成本,提高光互连数据中心的吞吐量。

数据中心光互连正朝着高速方向发展。针对数据中心光互连过程,采用折射率差为1.5%的石英基二氧化硅光波导,设计并制备了光电集成的小型化、低损耗、小输出模场的四通道粗波分解复用芯片,该芯片满足高速数据中心200 Gbit·s ^-1/400 Gbit·s ^-1的传输速率要求,最小插入损耗小于1.07 dB,1 dB带宽大于13.7 nm,3 dB带宽大于16.1 nm,偏振相关损耗小于0.08 dB,相邻串扰大于24 dB,非相邻串扰大于30 dB。所设计的芯片完全满足高速数据中心光互连的波分复用芯片商用要求。