La croissance explosive de l'utilisation d'Internet entraîne une explosion de la consommation énergétique des centres de données. Les lasers à cavité verticale à émission de surface (VCSEL) sont des dispositifs clés répondant aux exigences des interconnexions optiques dans de tels centres de données jusqu'à quelques centaines de mètres de fibre monomode ou multimode en raison de leur simplicité, à bas prix, et des débits de transmission de données élevés. Atteindre des débits binaires plus élevés a été l'objectif déclaré de la recherche et du développement au cours des dernières années.

Le prochain défi sera de se concentrer sur la réduction de la consommation d'énergie des lasers et des drivers, fonction du débit binaire. Le coût énergétique de la transmission aux débits potentiellement les plus élevés possibles, l'utilisation de la prédistorsion ou de la correction d'erreur directe doit être comparée au coût énergétique de la transmission de données et à la durée de vie de l'appareil à des débits binaires inférieurs. Finalement, les considérations de fin de vie du coût total des centres de données déplaceront l'attention des opérateurs de ces centres.

Récemment, Le groupe du professeur Bimberg au Centre sino-allemand Bimberg pour la photonique verte Changchun à l'Institut d'optique, Mécanique fine, et physique, L'Académie chinoise des sciences a développé des VCSEL émettant à 850 nm, 880 nm, 910 nm, 940 nm, qui ont été optimisés pour atteindre 50+ Gb/s, permettant une transmission de données de plus de 200 Gb/s sur une fibre multimode. Ceci était basé sur le schéma de modulation PAM2 sans aucune sorte de prédistorsion conduisant à une efficacité spectrale d'environ 2 bits.

Par ailleurs, par optimisation du débit maximal d'un système, la durée de vie de l'appareil, et la consommation d'énergie du système, ce groupe a démontré qu'une transmission à 200 Gb/s peut également être obtenue en utilisant huit lasers de 25 Gb/s chacun. A 25 Gb/s, l'EDR est même inférieur à 100 fJ/bit, présentant une réduction de 75 % par rapport aux valeurs de 50 Gb/s. Pour le même BR de 200 Gb/s, une réduction d'énergie de 50 % est obtenue, bien que le nombre d'appareils ait doublé. En outre, la densité de courant dans les conditions de fonctionnement est réduite de 60 % et le risque de panne de l'appareil est réduit.

L'allongement de la durée de vie des appareils et la réduction de 50 % de la consommation totale d'énergie surcompenseront le coût du doublement du nombre d'appareils. Une faible consommation d'énergie entraîne moins de chaleur, et le retournement induit par la température de la puissance de sortie se produit à des courants plus importants. Finalement, moins d'énergie pour le refroidissement doit être fournie. Ainsi, le coût de fin de vie est considérablement augmenté en choisissant deux lasers à débit binaire moyen au lieu d'un laser fonctionnant au débit binaire maximum techniquement possible.