Integration der System-Level-Simulation in der Photonik-Design-Automatisierung

Keysight Technologies hat sein Portfolio für digitale Infrastrukturen durch die Einbindung von Simulationssoftware auf Systemebene erweitert, um einen durchgängigen, domänenübergreifenden Workflow zur Automatisierung des Photonik-Designs zu etablieren. Die integrierte Plattform adressiert die zunehmende Komplexität von Silizium-Photonik und Co-Packaged-Optics-Architekturen, die in Hochleistungs-Rechennetzen eingesetzt werden.

Betriebliche Einschränkungen in der fortschrittlichen optischen Kommunikation
Die Eskalation von Rechenzentrumskapazitäten und Arbeitslasten im Bereich der künstlichen Intelligenz erfordert optische Verbindungen, die mit Übertragungsgeschwindigkeiten von mehr als 1 THz arbeiten können. Die Entwicklung dieser breitbandigen Infrastrukturkomponenten erfordert die Steuerung von Interaktionen zwischen Bauelementephysik, Schaltungslayouts und dem gesamten Systemverhalten. Traditionell verließen sich Engineering-Teams auf getrennte elektrische und optische Designumgebungen, was manuelle Datenübergaben erforderlich machte, die die Entwicklungszeiten verlängerten und Simulationsfehler einführten. Die Behebung dieser Validierungsengpässe erforderte die Kombination von Software zur elektronischen Designautomatisierung auf Hardwareebene mit spezialisierten Plattformen zur Simulation der photonischen Übertragung.

Funktionale Architektur und Softwareintegration
Das erweiterte Designportfolio etabliert einen hierarchischen Workflow, der von Strukturkomponenten bis zur End-to-End-Verbindungssimulation reicht. Die anfängliche strukturelle Simulation stützt sich auf die RSoft-Software, um die diskrete Physik auf Bauebene zu modellieren, einschließlich optischer Wellenleiter, Beugungsgitter, elektrooptischer Modulatoren und Halbleiterlaserquellen. Die Verifizierung auf Schaltungsebene wird über Photonic Designer durchgeführt, um integrierte photonische Schaltungen zu simulieren.

Die Integration der VPIphotonics Design Suite führt die Simulation auf Systemebene in diese Sequenz ein. Ein zentraler funktionaler Mechanismus dieses Frameworks ist die Schnittstelle VPI Optical Link innerhalb des Keysight Advanced Design System (ADS). Diese Architektur ermöglicht es Ingenieuren, eine durchgängige elektrisch-optisch-elektrische (E-O-E) Transceiver-Pfadanalyse in einer einzigen Verarbeitungsumgebung durchzuführen. Die Software modelliert die Signalverschlechterung über den gesamten Kanal und ermöglicht so die Vorhersage betrieblicher Leistungsparameter wie der Gesamtbitfehlerrate (BER).

Infrastrukturausrichtung und Anwendungsrahmen
Die primären Anwendungsbereiche für diesen integrierten Design-Workflow umfassen die Entwicklung von Silizium-Photonik, das Engineering von Co-Packaged-Optics und die hochdichte Halbleiterfertigung für digitale Infrastrukturen. Die Simulationsumgebung ist direkt mit digitalen Hochgeschwindigkeitswerkzeugen und Laborprüfinstrumenten verbunden. Diese technische Verknüpfung ermöglicht es Entwicklern, mathematische Simulationsmodelle mit physischen Labormessungen abzugleichen und so einen geschlossenen Validierungsprozess zu etablieren.

Durch die Identifizierung von Signalintegritätsproblemen und Verhaltensabweichungen vor der physischen Fertigung reduzieren Engineering-Teams die Anzahl der für die Systemvalidierung erforderlichen physischen Prototyping-Iterationen. Diese programmatische Ausrichtung beschleunigt die Bereitstellungszeitpläne für Kommunikationssubsysteme und stellt gleichzeitig die Einhaltung strenger Bitfehlerratentoleranzen in Hochfrequenz-Netzwerkumgebungen sicher.

Herausgegeben von Sucithra Mani, Induportals-Redakteurin – angepasst durch KI.

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