2026年9月,在第52届欧洲光通信会议(ECOC2026)上,诺基亚贝尔实验室联合上海科技大学研究团队,成功实现440GBaud符号速率、826.6Gb/s净比特率的单通道强度调制——直接检测(IM-DD)光通信传输,验证了主流IM-DD架构向800G/Lane演进的技术可行性。
相关成果以《IM-DDNetBitRateBeyond800Gb/sperLanewithSingle-PhotodiodeReceptionof440-GBaudPAM》为题,入选ECOC2026Post-DeadlinePaper(PDP)。
快粼光电创始人李林泽博士、龙天宇博士及首席科学家陈佰乐教授参与该项研究。团队研发的改良型单载流子光电探测器(MUTC-PD)作为实验接收端的核心光电转换器件,为此次突破提供了关键支持。
图片来源:ECOC2026PDP论文《IM-DDNetBitRateBeyond800Gb/sperLanewithSingle-PhotodiodeReceptionof440-GBaudPAM》IM-DD向更高速率演进面临接收端瓶颈
强度调制—直接检测(IM-DD)凭借结构简单、成本低、功耗低等优势,一直是数据中心短距离光互连的主流技术路线,支撑了光通信从单通道25Gb/s向200Gb/s的持续演进。随着AI算力需求增长,光互连正向单通道400Gb/s乃至800Gb/s发展,对接收端的带宽提出了更高要求。
其中,光电探测器的带宽与响应度难以兼顾,是超高速光电接收面临的主要挑战之一。传统PD通常需要通过缩小器件尺寸、减薄吸收层来提升带宽,却容易导致光吸收效率下降。同时,器件还要兼顾暗电流、线性度和不同入射光功率下的性能稳定性,如此才能满足高速光通信系统的实际应用需求。
此前,IM-DD直接检测系统的符号速率尚未突破250GBaud量级,更高速率的信号接收仍需要借助其他技术路线。因此,突破接收端瓶颈,是IM-DD继续向800G/Lane发展的关键。
单颗MUTC-PD支撑超高速直接检测
针对上述挑战,此次研究在接收端采用高性能MUTC-PD,结合创新开发的三频段数字频带交织接收技术(DBI-ADC),实现了覆盖221GHz电带宽的信号采集与恢复,最终完成440GBaudPAM信号的直接检测。
实验采用的InP基MUTC-PD由快粼光电创始人李林泽博士及其研究团队研发。通过优化器件结构与载流子输运特性,该技术有效改善了高速光电探测器带宽与响应度之间的性能权衡。此前,团队相关研究成果已发表于国际知名光学期刊《自然·光子学》(NaturePhotonics),报道的MUTC-PD实现了206GHz的3dB带宽和0.81A/W的外部响应度,展现出国际领先的带宽与响应度综合性能。此次光互连系统实验进一步验证了MUTC-PD在超高速光通信接收端的应用潜力。
图片来源:ECOC现场目前,快粼光电正推动相关技术的产业化,重点推进面向单通道400Gb/s光互连应用的高速光电探测器产品量产。此次单通道800Gb/s突破,不仅验证了IM-DD技术路线向更高速率演进的可行性,也进一步体现了高性能光电探测器在下一代光互连系统中的关键作用,为相关技术的持续发展与产业化应用提供了重要参考。
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