1.6T/3.2T時代開啟：相干輕量級技術輔助資料通訊與PIC發展

PIC 技術加速相干 Lite 系統邁入 1.6T/3.2T 時代

光通訊において、長距離伝送を擔うテコム分野では、訊號損失の低い変調方式である相干通訊方式（以下、Cがぁがさぁ另一方面、短距離光通信であるデータコム分野では、比較的低コsutoで実現できるIM DD通訊方式（以下、IMDD方式）を採用してきました。化、高速化に伴い、劣質訊號化の課題が顕在化しています。 この課題を解決するため、データコムにも連貫方式を適用した「連貫Lite方式」と呼ばれる技術が注目を集めています。

本文首先概述相干系統。然後，我們將探討數據通訊應用為何需要相干精簡系統，並介紹光子積體電路（PIC）技術，PIC是實現這些系統的關鍵裝置。

什麼是數位相干訊號調製？為什麼在 1.6T 時代會出現限制？

在光通訊中，訊號調製方法大致可分為兩類：IMDD系統和數位相干系統。 IMDD系統主要採用一種稱為PAM4（四電平脈衝幅度調變）的訊號處理方法。此方法透過將光訊號強度分為四個電平來表示數據。由於其結構簡單，IMDD的實作成本相對較低。

しかし、GoogleやAWSなどの大手ハイパースケーラの運営するデータセンターの規模化により、ラック垂直続距離は數mから2㎞程度まで延びています。こうしたデータセンターの大規模化により、従來はデータセンター間通信（DCIデータセヂター間通信（DCI）トタセいタ2〜10km程度の距離が、単一データセンター內部通訊として扱われるケーsuも増えていまケすす。こうした距離條件に加え、高速訊號ほど、訊號劣化が顕在化しやすいことから、1 .6T以上、LRより長い距離では従來方式での対応が難しくなりつつあります。

相較之下，數位相干系統採用名為16QAM（16級正交幅度調變）的先進調變技術。此方法利用光的相位、振幅和偏振進行調製，使得單一訊號能夠承載比IMDD系統更多的資訊。因此，數位相干系統在長距離傳輸中能夠實現更低的訊號損耗。在數位相干系統中，用於精確調製外部光源的調製器和用於接收訊號的光電探測器的性能至關重要。

在更高的速率下，例如 3.2 Tbps，訊號損耗對於 IMDD 系統而言過大，無法滿足長距離傳輸的需求。因此，預計數位相干系統也將應用於數據通訊遠端通訊 (DCI) 應用。應用於資料通訊領域的數位相干系統通常被稱為輕型相干系統。

為了說明這兩種方法的區別，可以將僅使用光強度傳輸訊息的IMDD系統比喻為摩斯電碼。而除了光強度之外，數位相干系統還使用相位和偏振訊息，更像是音樂，它透過旋律、節奏和音量來傳遞更豐富的訊息。

下圖總結了IMDD系統、Coherent Lite系統和Digital Coherent系統在傳輸速度和距離方面的適用範圍。隨著通訊速度的提高和傳輸距離的增加，首選的通訊系統也會隨之改變。

1.6T LR規格有時也被稱為“1.6T CL”，作為過渡名稱，因為它不僅涵蓋2公里（LR）的傳輸距離，還涵蓋更遠的距離。預計將於2027年正式標準化，這項技術被廣泛認為是通訊產業的領先方案。

是什麼PIC技術加速了1.6T/3.2T時代的來臨？

デクセriaルズでは、先述したCoherent 方式およびCoherent Lite通訊方式向けのPIC開発を行っています。ここでは、現在註目されているPIC技術について解說し、デクセriaルズが得意とする高速InPfotoダイオードとのシナジーについてご紹介します。

PIC（フォトニック集積回路）技術是、多個功能素子をSiプロセスでWafer上に実現する新たな技術です。これまで光トランシーバーでは、複数の光学部品（レーザー、レンズ、変調器、フィルター、受光素子など）を精密に配置・調整して組み立てる必要があり、その組み立て工程ではサブミクロンオーダーのアライメント精度が求められる中で、歩留まりや信頼性、製造スループット（生産効率）の面でも限界が見え始めていました。これに対してPICは、光トランシーバーの光学機能を Si Wafer上に形成する技術であり、半導體製造プロセスで単一Wafer上に光トランシーバーの主要な機能を一括実装することができます。

此外，透過將生產外包給像台積電這樣在矽製程方面擁有雄厚實力的代工廠，企業無需對製造設施進行大規模資本投資即可實現業務擴張。從更高性能、更高可靠性、更低成本和大規模生產的角度來看，光子積體電路有望取代傳統的獨立組件。

PIC 的五項關鍵功能

對於用於Coherent Lite系統的PIC而言，這些功能的組合方式是確定實作架構時需要考慮的關鍵因素。數位相干系統的PIC主要包含以下五個關鍵功能。

Dexerials 致力於協同 PIC 開發的關鍵技術領域

近年來、データコム向け光トランシバーにおいては、このPIC技術を導入に一方で、次代の連貫方式に対応したPICでは、光導波路、変調器、受光素子などを集積する構成が想さがどを集積する構成がデクセriaルズでは、こうした構成を前提にTRx（送受信一體型toransshiーバー）向けPICの開

また、InP（インジウムrin）高速fotoダイオードの設計ノウハウを類武器に、次世代260G Bd対応導波路型fotoダイオードをPIC上に異種接合することで、機能拡張を検討しこいま、機能拡張を検討以下は、連貫方式に対応したTRx一體型PICの基本構成イメージです。

為了因應通訊系統和實施要求的變化，Dexerials 提供針對不同應用和傳輸距離最佳化的 PIC 相關產品。

德克塞リアルズは、Coherent Lite方式の市場拡大に対応するため、長年培ってきたInP（インジウムリン）などの化合物半導体設計技術とシリコンフォトニクス技術を融合し、Coherent Lite方式に対応するPIC開発を進めています。

我們也根據具體的技術需求，對相干系統的PIC配置和應用進行可行性研究。如果您有興趣，請隨時與我們聯繫。