EOE-Simulation für Data Center und Ethernet Durchgängiger Workflow für elektrische und optische Signalpfade

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Keysight erweitert seine Designsoftware ADS 2026 um eine durchgängige elektro-optisch-elektrische Simulation (EOE). Ingenieurteams können damit komplette Signalketten erstmals in einem Workflow modellieren, domänenübergreifende Effekte früh erkennen und Hochgeschwindigkeitsdesigns für Rechenzentren effizienter absichern.

Keysight ermöglicht durchgängige Elektro-Optisch-Elektrische Simulation (EOE) für das Rechenzentren- und Ethernet-Design. Ingenieurteams können nun domänenübergreifende Designprobleme erkennen, bevor die Chip-Produktion beginnt.

Keysight Technologies, Inc. hat in ADS 2026 eine Lösung zur Elektro-Optisch-Elektrischen (EOE) Simulation vorgestellt. Ingenieure können damit nun elektrische-zu-optische-zu-elektrische Signalwege innerhalb einer einzigen Designumgebung simulieren. Diese Funktion gewinnt massiv an Bedeutung, da KI-Infrastrukturen und Hochleistungsrechnen die Nachfrage nach schnelleren optischen Verbindungen vorantreiben. Diese Art der Analyse ist entscheidend für die Festlegung der Architektur und die Bewertung der Performance.

Optische Verbindungen vernetzen CPUs, GPUs und SerDes-Schnittstellen

Bis zum Jahr 2029 werden 87 % der optischen Hyperscale-Transceiver mit 800 Gbit/s oder mehr arbeiten, wobei 1,6 Tbit/s und 3,2 Tbit/s bereits in Aussicht stehen. Da optische Verbindungen CPUs, GPUs und Hochgeschwindigkeits-SerDes-Schnittstellen miteinander vernetzen, müssen Teams die Interaktionen über elektrische und optische Domänen hinweg modellieren. Herkömmliche Simulations-Workflows behandeln diese getrennt, was eine manuelle Zusammenführung der Ergebnisse aus verschiedenen Tools erfordert. Dabei können domänenübergreifende Effekte, die die Systemleistung beeinträchtigen, leicht übersehen werden.

EOE-Funktion in ADS 2026: Kompletten Signalpfad in einem einheitlichen Workflow simulieren

Die neuartige EOE-Funktion in ADS 2026 ermöglicht es Ingenieuren, den kompletten Signalpfad – vom Sender über optische und photonische Schaltkreise bis hin zum elektrischen Empfänger – in einem einheitlichen Workflow zu simulieren. Die Lösung nutzt den High-Speed-Digital-Workflow von Keysight in Kombination mit dem Keysight Photonic Designer. Durch die Simulation der gemischt-domänigen Signalkette vor der Hardware-Implementierung können Teams Abwägungen zwischen elektrischem und optischem Design treffen und die Signalintegrität bereits früh im Designzyklus gegen Hochgeschwindigkeitsstandards prüfen.

Die wichtigsten Leistungsmerkmale der Lösung im Überblick

• Erkennen von Signalintegritätsproblemen vor dem Prototyping: Gemeinsames Simulieren digitaler Hochgeschwindigkeits-SerDes-Kanäle und des Verhaltens photonischer ICs. So lassen sich domänenübergreifende Fehler finden, die nur auftreten, wenn beide Bereiche gleichzeitig modelliert werden.Realitätsgetreue Simulation bidirektionaler optischer Verbindungen: Die Vollduplex-Simulation erfasst die Vorwärts- und Rückwärtsausbreitung von Signalen innerhalb eines EOE-Kanals – eine Funktion, die bisher nicht verfügbar war.
• Bewertung nichtlinearer Effekte über mehrere Wellenlängen: Die Unterstützung von Wellenlängen-Multiplexverfahren (WDM) ermöglicht es, den Einfluss optischer Nichtlinearitäten auf die Leistung zu bewerten. Dies ist besonders wichtig, da 800G- und 1,6T-Verbindungen mehrere Wellenlängen gleichzeitig auf demselben Wellenleiter nutzen.
• Realistischer Blick auf die Signalqualität auf Systemebene: Die Rauschmodellierung umfasst gleichzeitig die elektrische und optische Domäne. Dies erlaubt eine Leistungsbewertung unter realen Bedingungen, anstatt jede Domäne isoliert zu betrachten.
• Nichtlineare Effekte vor der Hardware-Phase abfangen: Modulator-bias-abhängige und nichtlineare Großsignaleffekte werden in den End-to-End-Simulationen präzise erfasst.
• Abwägungen zwischen Elektro- und Optik-Design in einem Workflow: Die patentierte Multi-Domain-Co-Simulation schließt die Lücke zwischen elektrischen Kanal- und optischen Envelope-Simulatoren. Ein Wechsel zwischen separaten Tools ist nicht mehr nötig.

ADS 2026 deckt Designfluss vom System bis zur Komponentenoptimierung ab

Über die EOE-Simulation auf Systemebene hinaus deckt ADS 2026 den gesamten Designfluss vom System bis zur Komponentenoptimierung ab. Durch PDK-Unterstützung auf Schaltungsebene und die Integration von Keysight RSoft auf Komponentenebene erhalten Ingenieure eine exakte Darstellung des photonischen IC-Verhaltens ohne Diskrepanzen zwischen dem realen Chip und der Simulation.

Niels Fache, Senior Vice President bei Keysight, erklärt: „KI-Infrastrukturen sind auf optische Verbindungen mit 800 Gbit/s und 1,6 Tbit/s angewiesen, um Datenmengen in großem Stil zu bewegen. Bei diesen Geschwindigkeiten können elektrische und optische Leistung nicht mehr getrennt voneinander modelliert werden. Mit ADS 2026 haben Ingenieurteams nun die Möglichkeit, diese Interaktionen zu simulieren, bevor das Design in die Chip-Fertigung geht.“

Weitere Informationen: https://www.keysight.com/

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