Полностью оптический процессор сигналов, обеспечивающий эквализацию в реальном времени со скоростью терабит в секунду

Масштабное обучение систем искусственного интеллекта предъявляет требования к межсоединениям для крупных кластеров графических процессоров, характеризующимся сверхнизкой задержкой и высокой энергоэффективностью. В линиях связи с модуляцией интенсивности и прямым детектированием эквализация средствами цифровой обработки сигналов (DSP) ограничена неоптимальной эквализацией, обусловленной потерей фазовой информации, а также жесткими ограничениями по мощности и задержке. Мы представляем интегрированный программируемый оптический процессор сигналов (OSP), функционирующий как нелинейный универсальный эквалайзер и выполняющий полностью оптическую эквализацию в реальном времени без DSP. Глубокий резервуар с полностью оптическим считыванием обеспечивает верньерную схему с разрешением дискретизации около 1 пикосекунды (пс) и перестраиваемым окном памяти. OSP одновременно выполняет эквализацию восьми каналов мультиплексирования с разделением по длине волны (WDM), обеспечивая суммарную пропускную способность 1,6 Тбит/с при задержке менее 60 пикосекунд и энергопотреблении в десятки фДж/бит. Работая до этапа детектирования, процессор обеспечивает превосходную компенсацию хроматической дисперсии, снижает влияние ограничений полосы пропускания трансиверов и нелинейности оптического волокна, а также расширяет пригодное для использования окно WDM в 6,8 раза.