El crecimiento explosivo del uso de Internet conduce a una explosión del consumo de energía de los centros de datos. Los láseres emisores de superficie de cavidad vertical (VCSEL) son dispositivos habilitadores clave que cumplen los requisitos de interconexiones ópticas en dichos centros de datos de hasta unos pocos cientos de metros de fibra monomodo o multimodo debido a su simplicidad. bajo costo, y grandes velocidades de transmisión de datos. Lograr tasas de bits más altas ha sido el objetivo declarado de la investigación y el desarrollo durante los últimos años.

El próximo desafío será concentrarse en reducir el consumo de energía de los láseres y controladores, una función de la tasa de bits. El costo energético de la transmisión a las velocidades de bits potencialmente más altas posibles, el uso de predistorsión o corrección de errores de reenvío debe compararse con el costo de energía de la transmisión de datos y la vida útil del dispositivo a velocidades de bits más bajas. Finalmente, Las consideraciones sobre el final de la vida útil del costo total de los centros de datos cambiarán el enfoque de los operadores de dichos centros.

Recientemente, Grupo del profesor Bimberg en el Centro Chino-Alemán de Bimberg para la Fotónica Verde Changchun en el Instituto de Óptica, Mecánica fina, y Física, La Academia de Ciencias de China ha desarrollado VCSEL que emiten a 850 nm, 880 nm, 910 nm, 940 nm, que se optimizaron para alcanzar más de 50 Gb / s, permitiendo la transmisión de datos de más de 200 Gb / s a ​​través de una fibra multimodo. Esto se basó en el esquema de modulación PAM2 sin ningún tipo de predistorsión que conduzca a una eficiencia espectral de alrededor de 2 bits.

Es más, mediante la optimización de la tasa de bits máxima de un sistema, la vida útil del dispositivo, y el consumo de energía del sistema, este grupo ha demostrado que la transmisión de 200 Gb / s también se puede lograr utilizando ocho láseres con 25 Gb / s cada uno. A 25 Gb / s, EDR es incluso menor que 100 fJ / bit, presentando una reducción del 75% respecto a los valores de 50 Gb / s. Para el mismo BR de 200 Gb / s se logra una reducción de energía del 50%, aunque se ha duplicado el número de dispositivos. Además, la densidad de corriente en condiciones de funcionamiento se reduce en un 60% y se reduce el riesgo de falla del dispositivo.

Una mayor vida útil del dispositivo junto con la reducción del consumo total de energía en un 50% compensará en exceso el costo de duplicar el número de dispositivos. Un menor consumo de energía conduce a menos calor, y el vuelco inducido por la temperatura de la potencia de salida se produce a corrientes mayores. Finalmente, se necesita menos energía para enfriar. Por lo tanto, el costo del final de la vida útil aumenta drásticamente al elegir dos láseres a una tasa de bits media en lugar de un láser que funcione a la máxima tasa de bits técnicamente posible.