High-speed CMOS Circuits for Optical Receivers

با رشد تصاعدی تعداد گره های اینترنت، حجم داده های منتقل شده بر روی ستون فقرات با همین روند افزایش یافته است. بار ستون فقرات اینترنت جهانی به زودی به ده ها ترابیت در ثانیه افزایش خواهد یافت. این نشان می دهد که پهنای باند مورد نیاز ستون فقرات با ضریب 50 تا 100 در هر هفت سال افزایش می یابد. حمل و نقل چنین حجم بالایی از داده ها نیازمند رسانه مناسب با تلفات کم و پهنای باند بالا است. در میان رسانه های انتقال موجود، فیبرهای نوری بهترین عملکرد را از نظر از دست دادن و پهنای باند دارند. داده های پرسرعت را می توان در طول صدها کیلومتر فیبر تک حالته بدون از دست دادن قابل توجهی در یکپارچگی سیگنال منتقل کرد. این الیاف به تدریج از کاهش هزینه و بهبود عملکرد سود می برند. در همین حال، رابط‌های الکترونیکی مورد استفاده در یک شبکه نوری قادر به بهره‌برداری از پهنای باند نهایی فیبر نیستند و توان عملیاتی شبکه را محدود می‌کنند. راه حل های مختلفی در هر دو سطح سیستم و مدار برای افزایش نرخ داده ستون فقرات پیشنهاد شده است. راه‌حل‌های سطح سیستم مبتنی بر استفاده از تقسیم‌بندی موج (WDM)، با استفاده از رنگ‌های مختلف نور برای انتقال توالی‌های سری به طور همزمان هستند. به موازات آن، تلاش زیادی برای افزایش نرخ عملکرد فرستنده‌های الکترونیکی با استفاده از فرآیندهای ساخت بسیار توسعه‌یافته و تکنیک‌های جدید c-cuit انجام شده است.

With the exponential growth of the number of Internet nodes, the volume of the data transported on the backbone has increased with the same trend. The load of the global Internet backbone will soon increase to tens of terabits per second. This indicates that the backbone bandwidth requirements will increase by a factor of 50 to 100 every seven years. Transportation of such high volumes of data requires suitable media with low loss and high bandwidth. Among the available transmission media, optical fibers achieve the best performance in terms of loss and bandwidth. High-speed data can be transported over hundreds of kilometers of single-mode fiber without significant loss in signal integrity. These fibers progressively benefit from reduction of cost and improvement of perf- mance. Meanwhile, the electronic interfaces used in an optical network are not capable of exploiting the ultimate bandwidth of the fiber, limiting the throughput of the network. Different solutions at both the system and the circuit levels have been proposed to increase the data rate of the backbone. System-level solutions are based on the utilization of wave-division multiplexing (WDM), using different colors of light to transmit s- eral sequences simultaneously. In parallel with that, a great deal of effort has been put into increasing the operating rate of the electronic transceivers using highly-developed fabrication processes and novel c- cuit techniques.