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A revolução digital encurtou distâncias e possibilitou a execução de novos processos, nunca antes imagináveis. Estudos recentes mostram que o grau de conectividade à Internet vem aumentando a taxas superiores em relação ao aumento global da população, o que revela a importância do acesso à informação digital. Os sistemas ópticos passaram por revoluções que hoje permitem à fotônica desempenhar um papel fundamental, constituindo-se a espinha dorsal de qualquer sistema de telecomunicações.

Com o avanço da tecnologia fotônica, todo tipo de conteúdo digital –texto, imagem ou vídeo – é transformado, do domínio elétrico, em fótons e assim processados e transportados, seja no guia de onda óptico dentro de um circuito fotônico de alguns milímetros ou até mesmo em uma fibra óptica de milhares de quilômetros.

De acordo com o pesquisador da Gerência de Tecnologias Ópticas do CPqD, Jacklyn Dias Reis, um dos grandes desafios enfrentados pelas comunicações ópticas na atualidade consiste em aumentar o nível de integração no processo de conversão optoeletrônica, isto é, a interface entre a eletrônica e a óptica. "A grande questão é tratar o aumento da eficiência na transformação da informação do domínio eletrônico para o domínio óptico, sem desperdiçar energia”, afirma Jacklyn.

Segundo ele, o desempenho dos transceptores ópticos está limitado pela ineficiência durante a conversão de domínios físicos para o transporte de informação. Os requisitos de consumo energético e ocupação espacial dos sistemas ópticos de próxima geração limitam cada vez mais o reuso das tecnologias legadas.

"A plataforma de comunicações ópticas do CPqD abraça o desafio de desenvolver tecnologias inovadoras para viabilizar o desenvolvimento de supertransceptores ópticos de baixo consumo de energia”, conta o pesquisador.

Trata-se de desenvolvimentos que serão habilitados por um tripé tecnológico que envolve o profundo conhecimento de sistemas ópticos de alta capacidade – maiores que 10Tb/s –, a concepção de circuitos eletrônicos integrados altamente customizados, bem como circuitos optoeletrônicos eficientes que irão suportar a capacidade de informação.

"O último ingrediente tecnológico consiste na interconexão desses chips eletrônicos e fotônicos, bem como o seu encapsulamento para atender à demanda de desempenho de sistemas de alta capacidade, sem comprometer sua viabilidade econômica, ou seja, baixo consumo energético e tamanho miniaturizado”, afirma Jacklyn.

CPqD 40 anos – Em sua trajetória, o CPqD vem desempenhando destacado papel em comunicações ópticas no Brasil e também no mundo. Desde a década de 1980, vem atuando em dispositivos semicondutores como lasers e fotodetectores, fibras ópticas, sistemas e subsistemas de alta capacidade. Mais recentemente, amplificadores, roteadores, circuitos de monitoria óptica e terminais de transmissão óptica são outras tecnologias transferidas, pela organização, para a indústria nacional, contribuindo fortemente para a competitividade do país.

No contexto de sistemas de transmissões acima de 100 Gb/s, o CPqD vem contribuindo com tecnologias de processamento digital de sinais empregados em formatos de modulação avançados, implementados em circuitos integrados e com a concepção de circuitos em fotônica integrada, que possibilitam a miniaturização de transceptores ópticos. Os chips do processador OTN (Optical Transport Network) e o DSP 400G,em tecnologias CMOS 45 nm e 16 nm, respectivamente, estão entre os mais complexos desenvolvimentos em microeletrônica já realizados no Brasil.

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(CPqD - 14/07/2016)