Optisches SDM-Übertragungssystem mit Multikernfasern

Abstract:
Die optische Datenübertragung über Multikernfasern ist eine gut geeignete Methode, über SDM (Space-Division Multiplexing) eine höhere Packungsdichte zu erzielen. Im Rahmen des BMBF-geförderten Forschungsprojektes PRIMA wurde ein Demonstrator eines optischen Übertragungssystems mit Multikernfasern aufgebaut und getestet Es wurden Glasfasern mit 7 Multimode-Kernen, über die eine 100GBASE-SR4-Ethernetübertragung nach IEEE 802.3bm mit 25 GBaud/Kanal realisiert wurde, verwendet. Bisher bekannte Übertragungssysteme für Multikernfasern nutzen an beiden Enden optische Aufteiler von Multikern- auf Einzelfasern, die gegenüber klassischen optischen Übertragungssystemen erhebliche Mehrkosten verursachen und solche SDM-Systeme unwirtschaftlich erscheinen lassen. In dem Forschungsprojekt stand daher die Übertragung der optischen Signale über eine Freistrahloptik von den Transceiverbausteinen in die Multikernfasern ohne zwischengeschaltete Aufteiler im Fokus. Zum Einsatz kamen Freistrahloptiken, die über an den Faserkernen und an den aktiven Komponenten (VCSEL/PINArrays) im 3D-Druckverfahren aufgebrachten Linsen und Periskoplinsen zur Strahlumlenkung realisiert wurden. Die beiden Faserenden wurden jeweils mit MT-Ferrulen versehen, wobei die Kerne vor dem Fixieren in die richtige Position gedreht werden müssen. Hierfür wurden spezielle Betriebsmittel für die Ausrichtung der Fasern und für die Prüfung des korrekten Lichtlaufs entwickelt. Für die Realisierung von Inline-Verbindungen wurde ein MU-Stecker nach IEC 61754-6 so umkonstruiert, dass eine einfache Ausrichtung der Faserkerne sowie ohne Spiel um die Längsachse möglich wurden. Mit dem Demonstrator konnte gezeigt werden, dass ein optisches Übertragungssystem für Multikernfasern die Anforderungen an eine 100GBASE-SR4-Übertragung erfüllen kann, ohne Aufteiler von Multikernfasern auf Einzelfasern verwenden zu müssen. Im bereits angelaufenen Nachfolgeprojekt KONFORM wird die Ankopplung der aktiven Komponenten an Singlemode- Multikernfasern erforscht. Die Ankopplung an die aktiven Komponenten wird nicht mehr über eine Linsenoptik sondern über Photonic-Wirebonds bevorzugt an 4-Kern-SM-Fasern realisiert.