Optische Board-Level-Datenkommunikation bei 10Gb/s

In der Architektur zukünftiger Rechner- und Kommunikationssysteme bietet die optische Verbindungstechnologie verschiedene Möglichkeiten, bisher gültige Systemlimitierungen aufzuheben. In einer optischen Board-Level-Verbindung im Dezimeter- Bereich stellen die Datenrate und die Distanz, im Gegensatz zur elektrischen Verbindung, keinen dämpfungsbestimmenden Faktor dar, d. h., es wird hierdurch möglich, hochfrequente Bussysteme räumlich auszudehnen und somit neue modularere System- Architekturen zu realisieren. Dies kann z. B. zur Optimierung des Wärme-Managements bei hochperformanten Multi-Core-Systemen genutzt werden. Des Weiteren bietet die eingesetzte integrierte 3-D-Mikrooptik die Möglichkeit, komplexe Verbindungsschemata wie z. B. eine hochkanalige Crossbar-Verbindung geometrisch elegant zu realisieren, da optische Signal-Kreuzungen für das geometrische Systemdesign nicht relevant sind und kein Signal-Übersprechen im elektronischen Sinne daraus resultiert. Ein wesentlicher Aspekt bildet allerdings die dissipierte Leistung für die Medienkonvertierung zwischen der elektronischen und der optischen Domäne. Hier finden aktuell weltweit Forschungsaktivitäten statt, die bestrebt sind, die optoelektronische Umwandlungsenergie derart zu reduzieren, dass dem Green-IT-Gedanken in Bezug auf ein energieeffizientes System mehr und mehr Rechnung getragen werden kann. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit den einzelnen genannten Aspekten des Themas in systemischer Betrachtungsweise und stellt Modelle, Analysen und Vorschläge zur leistungsminimierten optoelektronischen Medienkonvertierung sowie 3-D-mikrooptischen Realisierung komplexer massiv-paralleler optischer Board-Level-Datenverbindungen in Gb/s Bereich dar.