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BIG ¡PIPES ¡ B roadband ¡ I ntegrated ¡and ¡ G reen ¡ P hotonic ¡ I nterconnects ¡ ¡ for ¡High ¡ P erformance ¡Compu5ng ¡and ¡ E nterprise ¡ S ystems ¡ ¡ Project ¡Presenta5on ¡ December ¡2013 ¡ BIG ¡PIPES ¡– ¡European ¡Commission ¡Framework ¡7 ¡Project ¡Number ¡619591 ¡

B roadband ¡ I ntegrated ¡and ¡ G reen ¡ ¡ P hotonic ¡ I nterconnects ¡ Project ¡Factsheet ¡ Funding ¡Scheme: ¡ICT-­‑STREP ¡ • Web ¡Site: ¡hQp://www.bigpipes.rwth-­‑aachen.de ¡ • Timeline: ¡01/11/2013 ¡– ¡31/10/2016 ¡ • Overall ¡Cost: ¡€4.897.558, ¡EU-­‑Funding: ¡€3.240.000 ¡ • Contact: ¡Prof. ¡Dr. ¡Jeremy ¡Witzens ¡ ¡ • Integrated ¡Photonics ¡Laboratory ¡ RWTH ¡Aachen ¡University ¡ Sommerfeldstr. ¡24 ¡ D-­‑52074 ¡Aachen ¡ Germany ¡ www.iph.rwth-­‑aachen.de ¡ jwitzens@iph.rwth-­‑aachen.de ¡ BIG ¡PIPES ¡– ¡European ¡Commission ¡Framework ¡7 ¡Project ¡619591 ¡ 2 ¡ Public ¡Project ¡PresentaAon ¡– ¡December ¡2013 ¡

B roadband ¡ I ntegrated ¡and ¡ G reen ¡ ¡ P hotonic ¡ I nterconnects ¡ The ¡ConsorAum ¡ 7 ¡Partners ¡from ¡4 ¡countries ¡ Ø 1 ¡Large ¡Enterprise ¡ Ø 1 ¡SME ¡ Ø 2 ¡Research ¡Ins5tutes ¡ Ø 3 ¡Academic ¡Partners ¡ RWTH-­‑IPH ¡ Partner ¡List ¡ DCU ¡ 1. Integrated ¡Photonics ¡Laboratory, ¡ PILOT ¡ RWTH ¡Aachen ¡University ¡(RWTH-­‑IPH), ¡Germany ¡ 2. III-­‑V ¡Labs, ¡France ¡ 3. Laboratoire ¡de ¡Photonique ¡et ¡de ¡Nanostructures, ¡ ¡ III-­‑V ¡Lab ¡ Centre ¡Na5onal ¡de ¡la ¡Recherche ¡Scien5fique ¡ ¡ CNRS-­‑LPN ¡ (CNRS-­‑LPN), ¡France ¡ 4. Ins5tut ¡für ¡Photonik ¡und ¡Quantenelektronik, ¡ ¡ KIT-­‑IPQ ¡ Karlsruhe ¡Ins5tute ¡of ¡Technology ¡(KIT-­‑IPQ), ¡Germany ¡ 5. Radio ¡and ¡Op5cal ¡Communica5ons ¡Laboratory, ¡ ¡ Dublin ¡City ¡University ¡(DCU), ¡Ireland ¡ 6. Mellanox ¡Technologies ¡Ltd., ¡Israel ¡ Mellanox ¡ 7. Pilot ¡Photonics, ¡Ireland ¡ ¡ BIG ¡PIPES ¡– ¡European ¡Commission ¡Framework ¡7 ¡Project ¡619591 ¡ 3 ¡ Public ¡Project ¡PresentaAon ¡– ¡December ¡2013 ¡

B roadband ¡ I ntegrated ¡and ¡ G reen ¡ ¡ P hotonic ¡ I nterconnects ¡ Project ¡MoAvaAon ¡and ¡Vision ¡ Credits: ¡Thilo ¡Vogel ¡ Ø Sustaining ¡ the ¡ rapid ¡ growth ¡ of ¡ Data ¡ Centers ¡ requires ¡a ¡new ¡genera5on ¡of ¡op5cal ¡interconnects ¡ with ¡ improved ¡ data ¡ rates, ¡ reduced ¡ power ¡ consump5on, ¡higher ¡front ¡panel ¡density ¡and ¡beQer ¡ cost ¡efficiency. ¡ Ø Comb ¡ lasers ¡ allow ¡ the ¡ implementa5on ¡ of ¡ wavelength ¡ division ¡ mul5plexed ¡ systems ¡ with ¡ a ¡ single ¡light ¡source. ¡Link ¡budget ¡limita5ons ¡have ¡to ¡ Parallel ¡OpIcs ¡ be ¡ compensated ¡ and ¡ data ¡ rates ¡ maximized ¡ with ¡ CFP ¡ WDM ¡ WaQs ¡per ¡Gb/s ¡ CFP2 ¡ QSFP28 ¡ CFP4 ¡ XENPAK ¡ X2 ¡ advanced ¡ modula5on ¡ schemes ¡ and ¡ novel ¡ system ¡ architectures. ¡ SFP+ ¡ QSFP+ ¡ Ø Co-­‑development ¡ of ¡ comb ¡ laser ¡ sources, ¡ op5cal ¡ communica5on ¡ system ¡ architectures, ¡ suppor5ng ¡ components ¡(modulators) ¡and ¡assembly ¡technique ¡ may ¡ result ¡ in ¡ compe55ve ¡ solu5ons ¡ for ¡ future ¡ Year ¡of ¡Release ¡ op5cal ¡datacenter ¡interconnects. ¡ ¡ ¡ Source: ¡Mul5-­‑Source ¡Agreements ¡ BIG ¡PIPES ¡– ¡European ¡Commission ¡Framework ¡7 ¡Project ¡619591 ¡ 4 ¡ Public ¡Project ¡PresentaAon ¡– ¡December ¡2013 ¡

B roadband ¡ I ntegrated ¡and ¡ G reen ¡ ¡ P hotonic ¡ I nterconnects ¡ Project ¡Aims ¡and ¡Approach ¡ BIG ¡PIPES ¡aims ¡at ¡co-­‑developing ¡comb ¡laser ¡sources, ¡modulators, ¡systems ¡architectures ¡and ¡assembly ¡ schemes ¡for ¡the ¡next ¡genera5on ¡of ¡high ¡performance ¡DataCom ¡op5cal ¡interconnects: ¡ ¡ Ø Improving ¡output ¡power, ¡op5cal ¡linewidth, ¡temperature ¡stability ¡and ¡tuning ¡capability ¡of ¡comb ¡ sources. ¡ ¡ ¡ Ø Evalua5ng ¡system ¡architectures ¡with ¡advanced ¡modula5on ¡schemes ¡leveraging ¡the ¡capabili5es ¡of ¡ comb ¡sources ¡for ¡WDM ¡links, ¡including ¡coherent ¡and ¡non-­‑coherent ¡detec5on ¡schemes. ¡ ¡ ¡ Ø Tailoring ¡the ¡characteris5cs ¡of ¡integrated ¡modulators, ¡including ¡ring ¡resonator ¡based ¡modulators ¡and ¡ silicon-­‑organic ¡hybrid ¡Mach-­‑Zehnder ¡modulators ¡to ¡these ¡communica5on ¡systems. ¡ ¡ Ø Implemen5ng ¡Silicon ¡Photonics ¡based ¡op5cal ¡links ¡as ¡op5cal ¡engines ¡for ¡future ¡EDR, ¡NDR ¡(InfiniBand) ¡ and ¡CFP2 ¡modules ¡as ¡well ¡as ¡hybridly ¡assembled ¡op5cal ¡links ¡with ¡extreme ¡spectral ¡efficiency. ¡ ¡ Ø Evalua5ng ¡the ¡assembly ¡of ¡the ¡op5cal ¡subsystems ¡with ¡advanced ¡op5cal ¡assembly ¡techniques ¡such ¡as ¡ photonic ¡wirebonds. ¡ ¡ Ø Benchmarking ¡transceiver ¡subsystems ¡with ¡exis5ng ¡switch ¡fabric ¡technology. ¡ ¡ BIG ¡PIPES ¡– ¡European ¡Commission ¡Framework ¡7 ¡Project ¡619591 ¡ 5 ¡ Public ¡Project ¡PresentaAon ¡– ¡December ¡2013 ¡

B roadband ¡ I ntegrated ¡and ¡ G reen ¡ ¡ P hotonic ¡ I nterconnects ¡ Project ¡InnovaAons ¡ SupporIng ¡Devices, ¡ Comb ¡Sources ¡ System ¡Architectures ¡ Assembly ¡and ¡Test ¡ ¡ ¡ Improved ¡quantum ¡dash ¡mode ¡locked ¡ Full ¡locking ¡of ¡comb ¡sources ¡with ¡a ¡ ¡ Suppor5ng ¡devices: ¡ lasers ¡(MLLs): ¡ combina5on ¡of ¡op5cal ¡phase ¡locked ¡ Ø Ring ¡modulator ¡based ¡QPSK ¡ Ø BeQer ¡heat ¡sinking ¡with ¡semi-­‑ loops ¡(OPLL) ¡and ¡injec5on ¡locking ¡for ¡ encoding. ¡ insula5ng ¡buried ¡ridge ¡ coherent ¡detec5on ¡systems. ¡ Ø Improved ¡SOH-­‑Modulators ¡with ¡25 ¡ heterostructure. ¡ ¡ Gbaud ¡data ¡rates. ¡ Ø On-­‑chip ¡DBRs ¡ ¡for ¡beQer ¡control ¡of ¡ Evalua5on ¡of ¡ring ¡modulator ¡based ¡ Ø Combined ¡demul5plexer ¡/ ¡ the ¡free ¡spectral ¡range ¡(FSR) ¡ ¡and ¡for ¡ DBPSK, ¡coherent ¡BPSK, ¡DQPSK ¡and ¡ reamplifier ¡chips ¡for ¡boos5ng ¡the ¡ integra5on ¡with ¡SOAs. ¡ coherent ¡QPSK. ¡ output ¡power ¡of ¡the ¡Gain ¡Switched ¡ Ø Ac5ve ¡layer ¡design ¡with ¡thin ¡ ¡ Comb ¡Sources. ¡ tunneling ¡barrier ¡to ¡prevent ¡carrier ¡ Evalua5on ¡of ¡highly ¡spectrally ¡efficient ¡ ¡ escape ¡and ¡improve ¡thermal ¡ modula5on ¡formats ¡such ¡as ¡Nyquist ¡ Assembly: ¡ stability. ¡ WDM ¡with ¡silicon-­‑organic ¡hybrid ¡(SOH) ¡ Hybrid ¡assembly ¡of ¡developed ¡ ¡ modulators ¡as ¡well ¡as ¡with ¡off-­‑the-­‑shelf ¡ components ¡with ¡photonic ¡wirebonds. ¡ Improved ¡Gain ¡Switched ¡Comb ¡Sources ¡ discrete ¡components. ¡ Fiqng ¡of ¡monolithic ¡silicon ¡photonics ¡ with ¡extended ¡gain ¡bandwidth, ¡as ¡well ¡ (SiP) ¡solu5ons ¡into ¡Mid-­‑Board ¡Op5cal ¡ as ¡tunable ¡FSR ¡and ¡center ¡frequency. ¡ Modules ¡(MBOM). ¡ ¡ ¡ ¡ Test: ¡ Evalua5on ¡of ¡op5cal ¡subsystems ¡with ¡ InfiniBand ¡switch ¡technology. ¡ BIG ¡PIPES ¡– ¡European ¡Commission ¡Framework ¡7 ¡Project ¡619591 ¡ 6 ¡ Public ¡Project ¡PresentaAon ¡– ¡December ¡2013 ¡