Fiberoptisk kommunikation kommer snart att användas för att skicka signaler mellan olika delar i en telefonväxel.

På flera forskningscentra inom Ericsson Components pågår arbete för att utvärdera för- och nackdelar.

Att behovet av snabbare kommunikation hela tiden växer är närmast en naturlag. Lösningen för längre avstånd, som i teleoperatörernas transportnät, heter fiberoptisk kommunikation. Men de allt högre bithastigheterna måste också hanteras internt i telefonväxeln.

Idag omvandlas de inkommande optiska signalerna till elektriska signaler och sedan demultiplexeras de så att bithastigheterna blir hanterbara. Men bättre vore om det gick att direkt skicka optiska signaler mellan olika delar i växeln.

Orsaken är att fiberoptisk internkommunikation har en rad fördelar när datahastigheten närmar sig gigabitområdet. Optiska signaler är okänsliga för elektromagnetiska störningar vilket ger elektrisk isolation mellan enheterna. Den optiska signaldämpningen är låg liksom både storleken och vikten på optokablarna.

Men det finns också ett antal problem att lösa innan fiberoptisk kommunikation på korta avstånd blir ett ekonomiskt gångbart alternativ. Själva fibrerna är visserligen billiga men sändare och mottagare är fortfarande mycket dyra.

- Det krävs nya komponenter, kanske i plast, som kan massfabriceras billigt med hög kvalitet, berättar Miriam Niburg som är forskare på MIRC, Micro Interconnect Research Center, som ingår i Ericsson Components.

Inom Ericsson pågår forskning för att undersöka problemen och möjligheterna med optiska länkar på korta avstånd. Det är ett samarbete mellan MIRC, FORC (Fibre Optical Research Center) och MERC (Micro Electronics Research Center).

Arbetet har tidigare varit inriktat mot de stora telefonväxlarna, men efter företagets kursändring strax före jul är det numera fokuserat på accessnätet, det vill säga de sista kilometrarna från telefonväxeln direkt till abonnenterna eller en punkt nära abonnenterna. I accessnätet beräknas optolänkarna behöva klara upp till 20 kilometer. Betydligt mer än avstånden inom en telefonväxel.

Att man satsar på att få fram ett system som kan användas både för kommunikation i växlarna och i accessnätet är för att få volym så att kostnaderna kan hållas nere.



Apollo utvärderar


Som en del av arbetet har Ericsson tagit fram en demonstrator kallad Apollo, Advanced Packaging of Optical Links. Med den kan man prova olika tekniska lösningar för kommunikation i ett kortstativ.

Till hösten beräknas nästa generation av Apollo vara klar. Den ska få fyra datakanaler med upp till 800 Mbit/s vardera.

- Men vi håller inte på med produktutveckling utan vårt arbete är i första hand till för att samla kunskap och för att i nästa led ge systemkonstruktörerna ett bra beslutsunderlag, förklarar Miriam Niburg.

Det finns nämligen många valmöjligheter när man ska konstruera en optolänk. Ska kommunikationen vara parallell eller seriell, ska den vara synkron eller asynkron och vilken våglängd är bäst?

- Vi ser klara fördelar med parallell kommunikation. Det ger stor flexibilitet och dessutom bättre totalekonomi liksom lägre effektförbrukning. Ytterligare en fördel är att det går att köra olika datahastighet i olika kanaler.

Med en parallell länk kan man genomföra asynkron eller synkron överföring. I det senare fallet ligger alla signaler i fas och samma klocka kan användas för att klocka ut data från alla kanaler. Men ju högre datahastigheten blir desto svårare blir det att hålla signalerna i fas.

Ett annat viktigt val är våglängden. Ericsson har valt att arbeta med 1 300 nm våglängd och inte 800 nm som Motorola valt till sin Optobus, en kommersiellt tillgänglig optolänk med tio kanaler om 150 Mbit/s i vardera riktningen.

- Orsaken är att komponenterna på 1 300 nm har längre livslängd. Fortfarande gäller kravet på att telesystemen ska vara i drift i 20 år, förklarar Miriam Niburg.



Flexfolie


En så kallad flexfolie används som bärare av de optiska fiberbuntarna. Fibrerna lamineras mellan två lager folie tillverkat i ett polymermaterial. Sedan klipps tungor ut vid anslutningspunkterna och MT-kontakter gjuts fast. Tekniken att gjuta fast kontakterna har utvecklats på Ericsson och har redan uppnåt multimodprestanda. För närvarande går man mot singelmodprestanda som kräver en upplinjering av fibrerna på bättre än 0,5 μm.

Det finns flera fördelar med att laminera fibrerna i flexfolie. Det ger ett bra mekaniskt stöd, är utrymmessnålt och garanterar att kontakterna ansluts på rätt ställe. Dessutom kan tillverkningen automatiseras och därmed bli billig.

Per Henricsson



Forskningssamarbete om optiska komponenter


Utveckling av nya optiska länkar och byggsätt är inget som Ericsson gör på egen hand. Ericsson samarbetar nära med högskolan liksom med utländska företag och forskningsinstitut.

Det svenska samarbetet sker bland annat inom ramen för Nuteks mikroelektronikprogram. Där ingår det så kallade BRO-projektet som utvecklar tekniker för optiska byggsätt. Förutom Ericsson deltar bland annat Industriellt Mikroelektronik Centrum, Institutet för Optisk Forskning, KTH, Uppsala Universitet, Pharmacia och Toolex Alpha.

Vidare deltar Ericsson tillsammans med bland annat Industriellt Mikroelektronik Centrum i Espritprogrammet Spiboc som har som mål att få fram en gemensam standard liksom att utveckla en optisk länk med 12 asynkrona kanaler om vardera 2,5 Gbit/s.

Ett annat EU-finansierat projekt som Ericsson deltar i är DondoMCM som ska utveckla billiga optiska moduler. Bland annat undersöks nya polymerer som kan användas som vågledare, kapslingsmaterial, dielektrika med mera.