Mit dem Übergang zu optischen Interconnects im Scale-up-Bereich von KI-Rechenzentren rückt das sogenannte Link-Budget in den Fokus der Systemarchitekten. Es beschreibt, wie viel optische Leistung entlang einer Übertragungsstrecke verloren gehen darf, bevor das Signal am Empfänger nicht mehr zuverlässig ausgewertet werden kann. Anders als oft angenommen, ist nicht die Faserdämpfung der limitierende Faktor, sondern die Kopplung an den Schnittstellen zwischen photonischem Chip, Faser und Steckverbinder.

Gerade bei Silizium-Photonik-Plattformen entstehen an den Grenzflächen zwischen Wellenleiter und Faser signifikante Einkoppelverluste, die durch Modenfeld-Fehlanpassung, Justagetoleranzen und Grenzflächenreflexionen verursacht werden. Diese Verluste addieren sich über mehrere Steckverbindungen in einer typischen Rechenzentrumsverkabelung schnell zu mehreren Dezibel und schränken damit Reichweite und Kanalanzahl empfindlich ein. Fortschritte bei Spotsize-Convertern, Grating-Kopplern und präziser optischer Ausrichtung gelten daher als ebenso wichtig wie Fortschritte bei Lasern oder Modulatoren selbst.

Steckverbinder als Engpass

Besonders die mechanische Steckverbindung zwischen aktiven optischen Kabeln und Gehäusen wird als der Ort beschrieben, an dem sich die größten Optimierungspotenziale realisieren lassen. Verschmutzung, Fehljustage und Rückreflexionen an physischen Kontaktflächen tragen wesentlich zum Gesamtverlust bei – Effekte, die sich durch verbesserte Steckertypen, Polituren und automatisierte Reinigungs- beziehungsweise Prüfprozesse deutlich reduzieren lassen.

Für die Weiterentwicklung von Co-Packaged Optics und optischen Scale-up-Netzwerken bedeutet dies, dass Fortschritte in der photonischen Integration allein nicht ausreichen. Erst das Zusammenspiel aus verlustarmer Chip-zu-Faser-Kopplung, robuster Steckverbindertechnik und disziplinierter Fertigungskontrolle entscheidet darüber, wie viele Kanäle über welche Distanz bei akzeptabler Bitfehlerrate betrieben werden können.