Fujitsu desarrolla tecnología para transceptores ópticos 25 Gbps

La velocidad de datos y el espacio disponibles para el montaje de los transceptores son, hoy en día, obstáculos que se encuentran para hacer realidad los servidores de alto rendimiento del futuro. Fujitsu Laboratories consiguió mejoras en el circuito IC y en las estructuras del módulo de embalaje, permitiendo transferir a velocidades de 25 Gb por segundo sobre cada canal en la próxima generación de interconexiones, un avance hacia el objetivo de doblar las tasas de transmisión convencionales.

Esta tecnología permite la alta velocidad y un gran ancho de banda de comunicación de datos entre CPUs en un servidor, y entre CPUs y dispositivos periféricos. Marca un paso significativo hacia la mejora de rendimiento que los futuros superordenadores y servidores de alto rendimiento requerirán.

Los detalles de esta tecnología fueron presentados en la Conferencia IEEE 62nd Electronic Components and Technology que se celebró en San Diego, California el 29 de mayo.

Antecedentes

Los avances en el procesamiento de las CPUs han aumentado las capacidades de gestión de datos de los servidores de forma exponencial. Ahora, una tecnología de virtualización mejorada permite a un sencillo CPU, llevar a cabo múltiples procesos. El volumen de datos que pasa a través de los CPUs o desde CPUs a periféricos está incrementando de sobremanera. Si bien los servidores de hoy en día utilizan interconexiones ópticas capaces de velocidades de datos de 10 Gbps por canal, se espera que los servidores del futuro puedan hacerlo incluso más rápido, a 25 Gbps. Además, como se muestra en la Figura 1, también se espera que los interconectores ópticos puedan utilizarse, no sólo para comunicar datos entre servidores, sino entre tablas dentro de un servidor, dada la dificultad de alcanzar las altas tasas de datos mediante comunicaciones eléctricas.

Problemas tecnológicos

La implementación de interconectores en un servidor requiere un transceptor óptico que convierta las señales eléctricas en señales ópticas. Los transceptores ópticos actuales han alcanzado tasas de datos entre 10 y 14 Gbps, así que la velocidad se ha convertido en una barrera para alcanzar las tasas deseadas de 25 Gbps. Además, los transceptores ópticos actuales son físicamente muy voluminosos, dificultando colocarlos cerca de un CPU u otros dispositivos. Esto es un problema, porque la señal eléctrica que viaja entre el dispositivo y el transceptor óptico se topa con pérdidas e interferencias en la línea de transmisión, que son mayores cuánto más longitud tenga el circuito. Esto degrada la calidad de la señal y hace más difícil incrementar la velocidad.

Transceptor recién desarrollado

Para obtener el éxito en la producción de un transceptor óptico compacto con los interconectores ópticos necesarios para transmisiones de datos a alta velocidad y con un alto ancho de banda dentro de los servidores, Fujitsu Laboratories ha desarrollado un convertidor opto-eléctrico para transformar las señales eléctricas en ópticas a través de un dispositivo óptico. Más detalladamente:

1. Tecnología de circuitos de alta velocidad

Fujitsu Laboratories fue capaz de incrementar las velocidades a través de tecnología de circuitos en el IC que ejecuta dispositivos ópticos, haciendo formas de onda más pronunciadas del aumento y disminución de la señal óptica. Incluso, en dispositivos ópticos de bajo coste con tiempos de respuesta insuficientemente rápidos, mediante la instalación de tecnología de circuitos que suprima las múltiples reflexiones que degradan la forma de ondas de la señal. El resultado es un incremento en la velocidad de las tasas de datos desde los actuales 10-14 Gbps a los 25 Gbps por canal.

2. Tecnología óptica de acoplamiento compacto

Convencionalmente, para la transmisión eficiente de una señal óptica entre convertidores opto-eléctricos y fibra óptica se requería una unidad de enganche óptico. Ésta consistía en un componente de lente y un conector óptico (Figura 3). Sin embargo, el tamaño del componente de lente era grande y su coste alto. Esta nueva construcción consiste en un convertidor opto-eléctrico con un tablero de circuito impreso y flexible que ha sido equipado con dispositivos ópticos e ICs, permitiendo un transceptor óptico compacto. Además, Fujitsu Laboratories ha desarrollado también una efectiva lente tipo película que está apilada en el envés del tablero de circuito impreso y flexible, resolviendo de este modo los problemas mencionados.