NTT Corporation is erin geslaagd een ultracompacte basisbandversterker IC-module te ontwikkelen met ultrabreedbandprestaties van 100 GHz. Deze technologie zal naar verwachting worden gebruikt in toekomstige netwerken met volledige fotonica, namelijk IOWN en 6G, en op gebieden waar geavanceerde metingen worden uitgevoerd, aangezien deze een ultrabreedband signaalversterkingsfunctie vereisen die vrij is van vervorming. Om deze doorbraak te bereiken, paste NTT zijn op InP gebaseerde heterojunctie bipolaire transistortechnologie (InP HBT) toe om de prestaties van versterker-IC's te verbeteren en om een DC-blokfunctie2 op te nemen met 100 GHz bandbreedteprestaties, waarmee 's werelds eerste ultracompacte versterker-IC-module werd gerealiseerd.

Aangezien NTT's ontwikkeling bovendien een ingebouwde DC-blokfunctie heeft en ultracompact is, kan deze direct worden aangesloten op diverse apparaten, waardoor het een zeer bruikbare module is. Dit resultaat zal optische communicatie met ultrahoge snelheid in het IOWN-netwerk van de volgende generatie en geavanceerde meettoepassingen mogelijk maken. Details van deze technologie werden online gepubliceerd in IEEE Microwave and Wireless Technology Letters op 16 februari 2023.

16, 2023. Achtergrond van het onderzoek: De COVID-19 pandemie heeft de digitale transformatie van verschillende diensten versneld, waardoor het online communicatieverkeer explodeert. Voor NTT's optische kernnetwerk, IOWN, zijn transmissiesnelheden van meer dan terabit per seconde nodig en een baseband versterker IC-module die het signaal kan versterken.

Bovendien is er op het gebied van experimenten en metingen ter ondersteuning van dergelijk geavanceerd onderzoek al behoefte aan ultrabreedbandige en compacte elektrische versterkers, en de vraag neemt toe. Tot nu toe heeft NTT een prototype ontwikkeld van een ultrabreedbandige basisbandversterker IC-module met een coaxiale connector van 1 mm en heeft het 's werelds eerste demonstratie-experiment uitgevoerd van optische transmissie van meer dan terabit per seconde. Eerdere prototypemodules waren echter groot en vereisten externe DC-blokonderdelen voor de verbinding met de voor- en achterapparatuur.

Onderzoeksresultaten: Door de prestaties van versterker-IC's met behulp van InP HBT-technologie te verhogen en de montagetechnologie voor verpakkingen te verbeteren, is NTT erin geslaagd 's werelds eerste ultracompacte versterker-IC-module te realiseren die zowel ultrabreedbandprestaties van 100 GHz als integratie van DC-blokfuncties biedt. Ultrabreedbandige basisbandversterker IC gebaseerd op InP HBT-technologie: NTT heeft brede piekkenmerken bereikt (kenmerken die de nadruk leggen op versterking aan de hoge-frequentiekant) door de prestaties van ultrabreedband-basisbandversterker-IC's6 verder te verbeteren met behulp van door het bedrijf ontwikkelde InP HBT-technologie. Deze piekkarakteristiek maakt het mogelijk om signaalverlies bij hoge frequenties, veroorzaakt door montage in de verpakking, te compenseren en om als versterker-IC-module te zorgen voor gain flatness (een karakteristiek waarbij een constante versterkingsfactor wordt verkregen van lage frequenties tot hoge frequenties).

Ultra-breedband/ultra-kleine pakketmontagetechnologie: NTT heeft gezorgd voor ultra-breedband kenmerken door een push-on type coaxiale connector te gebruiken in plaats van de conventionele thread-on type coaxiale connector voor de interface en door het ontwerp van de verbinding tussen de coaxiale en de interne hoogfrequent printplaat. Ook hebben de onderzoekers de afmetingen van het pakket drastisch teruggebracht. Daarnaast heeft NTT volledig gebruik gemaakt van de nauwkeurige hoogfrequent ontwerptechnologie om integratie van de DC-blokfunctie te bereiken (die voorheen moeilijk te combineren was met ultrabreedbandkenmerken) door een kleine condensator met dunne laag op het interne hoogfrequentiesubstraat te monteren.

Door deze technologieën te combineren, bereikte NTT zowel ultrabreedbandkenmerken van 100 GHz of meer als integratie van DC-blokfuncties in een ultracompact formaat met een volumeverhouding van minder dan een tiende van conventionele apparaten. Tot slot toonden de onderzoekers aan dat deze versterker-IC-module een ultrabreedband PAM-4-signaal7 met een symbol rate8 van 112 gigabaud zonder vervorming kan versterken. Toekomstige ontwikkeling: Dit resultaat zal in een vroeg stadium in de praktijk worden gebracht in toepassingen waar de behoefte aan ultrabreedbandsignaalversterking al duidelijk is geworden, zoals optische communicatie van de volgende generatie met ultrahoge snelheid en geavanceerde experimentele en meetinstrumenttoepassingen die het onderzoek en de ontwikkeling van 6G ondersteunen.

Op middellange termijn zal NTT zijn IC- en pakketmontagetechnologie verder verbeteren en toepassingen bestuderen voor optische zendontvangers met ultrahoge snelheid in het IOWN-netwerk van de volgende generatie.