Dėl greito dirbtinio intelekto (AI) ir didelių kalbų modelių tobulinimo precedento neturintis padidėjo aukšto - greičio optinio siųstuvo modulio duomenų centruose ir AI grupėse paklausa. Šių modulių eksploatavimo greitis žymiai padidėjo - nuo 100 Gbps, tinkamų įvesties - lygio duomenų centro programoms, iki 400 Gbps, paprastai naudojamų dabartiniuose AI grupėse; Tolesnis padidėjimas iki 800 Gbps atsiranda kaip pageidaujamas sprendimas aukštam - paklausos programoms, ir tikimasi, kad greitis, viršijantis 1,6 Tbps, palaikys kitą - kartos AI darbo krūvį. Taigi efektyvus šiluminis valdymas yra svarbiausias užtikrinant našumą, patikimumą ir energijos vartojimo efektyvumą.
Didėjant perdavimo atstumams, tikslaus temperatūros stabilumo poreikis tampa dar kritiškesnis. Optinio siųstuvo imtuvo moduliams, ypač tiems, kurie suprojektuoti ilgiems - atstumo programoms, reikalingas griežtas temperatūros valdymas, kad būtų išlaikytas jų lazerio šaltinių stabilumas ir našumas. Šie moduliai duomenų perdavimui priklauso nuo lazerinių diodų, kurie iš esmės yra jautrūs temperatūros pokyčiams. Dėl nedidelių temperatūros svyravimų signalo skaidymas gali sumažėti ir sumažėti patikimumas. Šiuo metu, kuriuos lemia dinaminiai PG ir duomenų centro operacijų reikalavimai, gamintojai susiduria su keliais šiluminiais iššūkiais, įskaitant:
nuolat didėjantys modulio galios reikalavimai;
Griežti dydžio apribojimai;
artumas modulių šiluminėms riboms;
laipsniškai sugriežtinantis signalas - su - triukšmo santykiu (SNR) biudžetu, nes greičio skalė nuo 400 Gbps iki 3,2 Tbps;
Tvirtos aušinimo ir stabilios temperatūros priežiūros būtinybė;
ir visų komponentų būtinybė efektyviai veikti jėga -.
Norint išlaikyti optimalų našumą tiek lazeriniuose dioduose, tiek bendroje optiniame siųstuvų -imtuvo sistemoje, reikia tiksliai kontroliuoti šilumą. Lazerio diodų veikimą reguliuoja keli veiksniai - temperatūra, elektros srovė ir optinė galia. Temperatūros kitimai gali paveikti lazerinio diodo elektrines ir optines savybes, todėl paveiks jo veikimą ir eksploatavimo laiką. Kai veikimo sąlygos viršija maksimalų leistiną diapazoną, padidėjęs šiluminis atsparumas ir dėl sumažėjusio srovės padidėjimo sumažėja našumas. Be to, padidėjusi temperatūra gali sukelti bangos ilgio poslinkius lazerio diode, neigiamai paveikti tiek našumą, tiek patikimumą; Tokie poslinkiai gali sukelti sunkų skerspjūvį ir, kraštutiniais atvejais, atsiranda diodų nepakankamumas.
Pavyzdžiui, paskirstyto grįžtamojo ryšio (DFB) lazeriniai diodai paprastai skleidžia šviesą, esančią maždaug 1260–1650 nm bangos ilgio diapazone. Dėl padidėjusio temperatūros didžiausias bangos ilgis gali pasislinkti maždaug 0,1 nm vienam laipsniui Celsijaus. Termoelektriniai aušintuvai (TEC) vaidina lemiamą vaidmenį efektyviai išsklaidydami šilumą ir palaikant stabilią šiluminę aplinką, taip užtikrinant patikimą temperatūros stabilumą. Šis stabilizavimas ne tik padidina signalo vientisumą, bet ir pratęsia optinio siųstuvų modulių eksploatavimo eksploatavimo laiką.
Kitas spaudžiamas susirūpinimas, susijęs su temperatūros svyravimais, yra „Crosstalk“, kuris yra ypač svarbus ryšių ryšiuose, reikalaujančiuose didelio pralaidumo dideliais atstumais. Ultra - didelis - mastelio duomenų centrai, pavyzdžiui, dažnai diegti bangos ilgio padalijimo multipleksavimą (WDM), kad padidintų optinių skaidulų duomenų pralaidumą, sujungdami kelis duomenų srautus lygiagrečiai.
Be to, pažangai lazerio diodų technologijai reikia lygiagrečios pažangos šiluminio valdymo sprendimuose. Didėjant duomenų pralaidumui ir plečiasi atstumai tarp sujungimo taškų, lazerio diodai yra didesni šiluminės apkrovos. Dėl šio eskalavimo reikia, kad šių diodų pakuotėje būtų sustiprinta šiluma - siurbimo galimybės, kad šiluminė energija išgautų iš jautrių elektroninių komponentų. Norint efektyviai evakuoti šią šilumą, būtini mikro TEC, turintys didesnį užpildymo koeficientą ir plonesnį formos koeficientą; Jie yra labai svarbūs užtikrinant efektyvų veikimą, tuo pačiu išsaugant griežtą bangos ilgio valdymą ir temperatūros stabilumą.
„Micro Tecs“ suteikia keletą pranašumų: jų sumažėjęs dydis palengvina greitesnį reagavimą į temperatūros pokyčius, padidina lazerinių diodų našumą ir patikimumą, ir jie leidžia ekonomiškai masiškai gaminti, kai energijos suvartojimas yra mažesnis. Naujų termoelektrinių medžiagų ir aukštų - tikslumo gamybos metodų atsiradimas leido sukurti vis kompaktiškesnius mikro TEC. Šie patobulinimai leidžia miniatiūrizuoti lazerinio diodų pakuotę nepakenkiant šiluminiam stabilumui, taip užtikrinant, kad diodai greitai reaguotų į temperatūros pokyčius - optinio ryšio sistemose esminio svarbos veiksnį. Padidėjęs efektyvumas, kartu su didelio pralaidumo ir mažesnių gamybos sąnaudų pranašumais, tiesiogiai prisideda prie geresnių rezultatų ir sumažintų bendrų sistemos išlaidų.
Mikro TEC sprendimai, tokie kaip naujoji „Laird“ „OpTotec MBX“ serija, yra tikslas -, skirtas tiksliam lazerinių diodų temperatūros stabilizavimui (žr. 2 paveikslą). „Ultra -“ kompaktiška MBX serija patenkina šiuolaikinių lazerinių diodų programų reikalavimus, pasižyminčius mažesnio formos faktoriu, sumažėjusia energijos suvartojimu, padidėjusiu patikimumu ir ekonomiškai palankia masine gamyba. Bendrai šie atributai ne tik padidina našumą, bet ir prailgina lazerinių diodų patikimumą ir eksploatavimo laiką, taip katalizuojant naujoves kitose - kartos telekomunikacijų programose.
Toliau keičiantis optinio siųstuvo imtuvo moduliams, TEC tiekėjai inžinerija mažesni, plonesni ir geometriškai pritaikomi sprendimai, pritaikomi kompaktiškoms formoms, neprarandant našumo.
Pagrindiniai „Micro Tecs“ projektavimo aspektai yra šie:
Pakankama aušinimo talpa: Įrenginys turi sugebėti efektyviai valdyti optinius modulius, veikiančius 1–3 vatų galios diapazone.
Kompaktiniai matmenys: TEC turi turėti supaprastintą formos faktorių, kuris atitinka siųstuvų imtuvo modulius, kartu užtikrinant efektyvų aušinimo efektyvumą.
Aukštas - apimties gamintojas: dizainas turėtų palengvinti keičiamų gamybos ir surinkimo procesus, taip sumažinant gamybos sąnaudas ir padidina derlių. Tai užtikrina, kad TEC būtų galima patikimai ir ekonomiškai gaminti dideliam - skalės diegimui.
Kadangi dirbtinis intelektas ir toliau skatina greitesnio ir efektyvesnio duomenų perdavimo paklausą, tikimasi, kad optinio siųstuvo imtuvo rinka patirs nuolatinį augimą ir inovacijas. Individualizuoti termoelektriniai aušinimo sprendimai vaidins svarbų vaidmenį palaikant šių esminių komponentų veikimą ir patikimumą sparčiai besivystančiame AI ir duomenų centro technologijų kraštovaizdyje.
