Good Things Come in Small Cubes Good Things Come in Small Cubes Cube Optics Teilvorhaben im Projekt COMAN Statusbericht 9.7.08

Zusammenfassung Fortschritt Cube Optics Faserbasierter Prototyp (Zeigen der optischen Funktion) Optische Funktion gut (IL, Isolationen, ...) + Directivity besser 70dB + Isolationen in erwartetem Bereich - Ripple in Lambda Detektor Prototyp mit integrierten Detektoren // ohne TIAs  Zeigen der Performance mit geändertem Empfangselement Optisch Funktion gut (IL, Sensitivity, Isolationen, ..., Ripple unverändert) Directivity Laser auf OTDR ist mit –42dB nicht ausreichend (Ziel:–59dB) Aufbau Messystems um bis –70dBm Detektoren spektral zu vermessen Untersuchung Ripple Problem Liegt in Tapping Filtern Abhilfe durch Umstellung Filterreihenfolge (Laser Power Signal nur nach Verrechnung, Doppelte Genauigkeit bei Lambda Monitor ) Neue Detektoranbindung (momentan in Umsetzungsphase) Konzeption, Design und Konstruktion von neue Anbindung der Detektoren Durch Faserkopplung hohe Directivity / Gute elektr.Signaltrennung zwischen Laser und OTDR bzw Rx Umsetzungsphase ohne Laser in Bearbeitung Mit Laser bis Ende September Integration in Transceiver Umstellung der Platzierung von Optikmodul in Transceiver hat Änderung in Flexanbindung und Faseranschluss (jetzt Receptacle) notwendig gemacht. Umsetzungsphase in Bearbeitung

Zusammenfassung Fortschritt Cube Optics Detailergebnisse / Abstimmungsdokumente: Neue Detektoranbindung (momentan in Umsetzungsphase) Design Optik-Modul ohne Laser Geometrie Optik Modul Flexleiter: Kanalbelegung / Geometrie Interne Beschaltung??? Zu erwartende Performance??? Design Optik-Modul mit Laser / Transceiver Integration Laseransteuerung Proposal für Beschaltung auf Flexleiter Geometrie Optik Modul LC / SC-Receptacle Noch zu tun: CAD –Modell Optik Modul ohne Laser Neue Flexgeometrie (achtung Kontaktpads müssen nicht auf andere Seite!) 8K-Höhe implementieren beides mit Bilder dokumentiert Flex Geometrie als Zeichnung Schaltplan der Detektor Seite mit Istwerten (evtl. Bondplan als Bild) Vorschlag für Schaltplan Laserseite mit konkreten Werten? Induktivitäten, ... Kanalbelegung und Außere Geometrie (ananlog zu dem Rx Flexleiter) CAD-Modell mit SC-Receptacle und beiden Flexleitern. Kapazität Lambda Dioden Evtl. HF-Flexsimulation (vorhandene von ROSA-Gerader Flex) um den Abstand zum Gehäuse zu bestimmen. RX-Flexleiter hat auf der gewünschten Seite die Kontakte  Bei Laser mit VIAs

Aufbau von Prototypen (faserbasiert) Variante 1 (alles Fasern) Variante 2 (Fasern & Detektor) Variante 1: Alle Ports faserbasiert Variante 2: Laser, Strecke, Daten Rx als Faserports OTDR, Power Monitor und Lambda als Detektor (ohne TIA)

Kennwerte Prototypen (downstream)

Kennwerte Prototypen (l-Monitoring)

Kennwerte Prototypen (Upstream)

Isolation Laser zu OTDR - Faser Prototyp V1 < -70dB!! =Messdynamik

Aufbau von Prototypen (faserbasiert) Variante 1 (alles Fasern) Variante 2 (Fasern & Detektor) Variante 1: Alle Ports faserbasiert Variante 2: Laser, Strecke, Daten Rx als Faserports OTDR, Power Monitor und Lambda als Detektor (ohne TIA)

Detektor Prototyp V2 / Upstream Messung Upstream Kanäle ebenfalls in erwartetem Bereich IL=0,7dB OTDR auf 1490 = -11dB OTDR auf 1550 = -1,5dB

Detektor Prototyp V2 / Downstream Messung Genauere Charakterisierung hat statt gefunden Messtechnik für Detektoren bis –70dBm aufgebaut IL + Empfindlichkeit in erwartetem Bereich (vorher +5dB) Lambda Monitor  –3dB  Dejustage Directivity Laser zu OTDR um ca. 15 dB zu gering ! Abblendversuche zeigen nur Gewinn von 5dB

Directivity Laser zu OTDR Directivity Laser in OTDR: Detektor Rückreflex an Detektor Lambda: Pegel an Det. Lambda max. –3dBm (@1500nm) Rückreflex < -50dB Verluste auf Rückweg zum OTDR = 3,1dB Pegel an OTDR durch Rückreflex = -56dBm Nebensprechen = -65dB Direkte Streuung: Durch direkte Streuung des Laser Lichtes am 10% Tap-Filter kann Licht in den OTDR Detektor gelangen. Streuung muss kleiner 64dB sein!!! Pegel an OTDR durch Streuung = -56dBm Nebensprechen Gefordert Laser  OTDR < -59dB 2x –65dB = 62dB Marge für Elektronik –3dB  Directivity Laser zu OTDR ist kritisch und reicht bei zuerst realisiertem Detektor-Aufbau nicht aus. +9dBm @ 1490 -11,5dBm Rückreflex -50dB -10dB -0,5dB -1dB -1dB gefordert -62dB -0,6dB@1500 -0,5dB Rückreflex -50dB 2x -56dBm = -53dBm -3dBm @ 1500

Ripple in Lambda Monitor Rippel Verhindert Genauigkeit und Eindeutigkeit der Wellenlängenmessung Messafbau: Breitband Quelle + OSA Auflösung 0,05 nm

Lösung Rippel in Lambda Monitoring Ripple bei der Lambda Bestimmung: Statt 90% Reflektor 1x Linearfilter verwenden Power Mointor sowie Lambda wird errechnet: Power Monitor = D1+D2 Lambda = (D1-D2)/(D1+D2) Ripple des Tapping Filters ist weiter in den Signalen vorhanden, stört aber nicht!

Neue Detektorintegration Neues Konzept zur Detektorintegration: Beibehaltung der Singlemode Faser als Raumfilter Detektoren werden hinter kurzem Faserstück integriert Aufbau einer separaten Detektoreinheit für OTDR, 1310 RX sowie Lambda 2. Wechsel der Filterposition für Lambda Monitoring Vorteil: Hohe Directivity (-70dB) für Laser auf OTDR zu erwarten. (Optische Ebene) Kürzere/bessere elektrische Signalführung Laseranschlüsse weit von OTDR-Anschlüssen getrennt Kleinere Bauweise (Breite – 1,35mm/ Länge –2,75mm/ Höhe inkl. Flex) Nachteil: Zeitverzug / Aufwand

Größe neues Optik Modul Neue Größe des Optik Moduls = Breite = 17 mm (-1,35mm) Länge = 16,05 mm (-2,75mm) Höhe = 7mm (incl. 0,2mm Flexleiter)

Zeitplan neues Optik Modul Aufbau von Prototyp mit neuer Detektorintegration (ohne Laser, 9mm Höhe) Design Fertig Ende April  Input für Merge Optics Geplante Fertigstellung 18.Juli Aufbau von Optik Modul mit Laser vorr. bis August / September

Schnittstelle Transceiver – Optik Modul Schnittstelle Optik Modul <-> Transceiver: Wünsch von Merge Optics: Alternative Schnittstelle soll untersucht werden, damit Aufbau Transceiver leichter wird. Optik Modul im Transceiver nach vorne.  OK Receptacle Anschluss direkt an Komponente  OK Gehäusegröße reduziert  OK Elektrische Anschlüsse gegenüber dem Receptacle  Nicht möglich, jedoch reduzierte Leitungslänge in Flexleiter. Vorläufige Zeichnung Ende dieser Woche Exakte Festlegung Form und elektrische Kontakte bis Ende April (Design fertig)

Vorschlag Aufbau Transceiver (Version 6)

Danke! Smaglinski@cubeoptics.com