PLMR1xxC CWDM 3 GHz 4 mW Coaxial Analogue DFB Laser

CWDM steht für Coarse Wavelength Division Multiplexing. Gemeint ist ein Satz standardisierter Wellenlängen im Abstand von jeweils 20 nm, auf denen diese Laser arbeiten können – ungefähr von 1270 nm bis 1610 nm. Durch die Nutzung von CWDM-Wellenlängen können mehrere PLMR1xxC-Laser, jeweils auf unterschiedlichen Wellenlängen, Signale über eine einzige Glasfaser übertragen, ohne sich gegenseitig zu stören. Dadurch können Netzwerkdesigner mehrere Upstream- oder HF-Signale zusammen multiplexen und die Faserkapazität deutlich erhöhen, während im Vergleich zu dichten WDM-Systemen einfachere und weniger eng tolerierte Optiken verwendet werden.

DFB-Laser (Distributed Feedback) emittieren in einer einzelnen longitudinalen Mode, also auf einer einzigen Wellenlänge, mit schmaler spektraler Breite und geringem Chirp. Das ist für analoge Faserverbindungen entscheidend: Die Laseremission bleibt spektral rein und stabil, wodurch sich überlappende Kanäle in einem WDM-System vermeiden und Verzerrungen minimieren lassen. Fabry-Perot-Laser erzeugen dagegen mehrere Wellenlängen und weisen ein höheres Phasenrauschen auf, was in analogen Systemen zu Interferenzen und Signalverschlechterungen führen kann. Kurz gesagt: Das DFB-Design bietet deutlich bessere Linearität, geringeres Rauschen (RIN) und Kompatibilität mit WDM-Multiplexing – alles wesentliche Voraussetzungen für eine hochwertige analoge Übertragung, etwa bei CATV-Signalen.

Nein – einer der Vorteile des koaxialen PLMR1xxC-Laserdesigns ist der ungekühlte Betrieb. Die Laser sind dafür ausgelegt, über einen breiten Umgebungstemperaturbereich auch ohne aktiven TEC stabil zu bleiben. Das hermetische koaxiale Gehäuse und das Bauteildesign selbst – einschließlich geeigneter Chipstruktur und Rückkopplung über die Monitor-Photodiode – tragen dazu bei, eine konstante optische Leistung und Wellenlänge auch bei Temperaturschwankungen aufrechtzuerhalten. Das reduziert Kosten und Komplexität. Wenn eine Anwendung eine extrem präzise Wellenlängenregelung oder den Betrieb bei sehr hoher Leistung beziehungsweise unter extremen Temperaturbedingungen erfordert, kann stattdessen ein gekühlter Laser im Butterfly-Gehäuse gewählt werden. Für typische CATV- und RF-over-fibre-Anwendungen ist die ungekühlte Leistung des PLMR1xxC jedoch vollkommen ausreichend.

Die Bandbreite von 3 GHz gibt die ungefähre obere Frequenzgrenze an, bis zu der sich die Laserintensität modulieren lässt (der –3-dB-Punkt des Frequenzgangs). In der Praxis bedeutet das, dass die PLMR1xxC-Serie HF-Signale bis zu einer Frequenz von 3 GHz zuverlässig übertragen kann. Damit werden die Anforderungen von CATV-Netzen – deren Upstream-/Downstream-Signale typischerweise im Bereich von einigen zehn bis mehreren hundert MHz liegen – mit reichlich Reserve abgedeckt. Gleichzeitig ermöglicht dies auch die Übertragung höherfrequenter Dienste wie bestimmter Funk- und Mobilfunkbänder oder anderer analoger Signale im Mikrowellenbereich. Eine Bandbreite von 3 GHz stellt sicher, dass der Laser moderne Kanalpläne mit hoher Dichte, Breitbandträger oder zukünftige Erweiterungen verarbeiten kann, ohne zum begrenzenden Faktor im Frequenzbereich des Systems zu werden.

Ein optischer Isolator wird empfohlen, wenn das Risiko von Rückreflexionen oder optischer Rückkopplung in den Laser besteht – zum Beispiel, wenn Ihre Glasfaserstrecke mehrere Steck­verbinder oder Splitter enthält oder an reflektierende Komponenten angeschlossen ist. Selbst geringe Reflexionen können die Ausgangsleistung eines DFB-Lasers destabilisieren und zusätzliches Rauschen oder Verzerrungen verursachen, insbesondere bei analogen Verbindungen. Der am Laserausgang eingesetzte Isolator (einstufig oder zweistufig) lässt Licht austreten, blockiert jedoch zurücklaufende Reflexionen und schützt den Laser so vor Störeinflüssen. In vergleichsweise einfachen Aufbauten – etwa bei einer kurzen Faserverbindung direkt zu einem sauber abgeschlossenen Empfänger – ist ein Isolator möglicherweise nicht erforderlich. Bei den meisten CATV-Headend- oder Feldinstallationen, in denen Steck­verbinder und Patchfelder eingesetzt werden, ist jedoch zumindest ein einstufiger Isolator empfehlenswert, um die Signalqualität zu erhalten. Ein zweistufiger Isolator bietet eine noch höhere Entkopplung für sehr empfindliche oder mehrkanalige Systeme.

Jeder PLMR1xxC-Laser wird in der Regel mit einem werkseitig angeschlossenen Singlemode-Faser-Pigtail (meist Standard-SM-Faser 9/125 µm) von etwa 1 Meter Länge geliefert. Der Standardsteck­verbinder am Ende des Pigtails ist häufig SC/APC (Schrägschliff), da dieser in CATV-Netzen wegen seiner geringen Rückreflexion weit verbreitet ist. Der Hersteller kann jedoch auch andere Steck­verbindertypen passend zu Ihrem System liefern – zum Beispiel FC/APC, SC/UPC usw. – oder das Pigtail unkonfektioniert (Blankfaser) lassen, wenn Sie eine Fusionsspleißung planen. In einigen Konfigurationen kann statt eines festen Pigtails auch eine Buchsenversion des Lasers bereitgestellt werden, sodass Sie einen Fasersteck­verbinder direkt in das Lasermodul einstecken können. Welche Steck­verbindervariante die richtige ist, hängt vom Standard in Ihrem Netzwerk ab; SC/APC ist in analogen Systemen aufgrund seiner hervorragenden Rückflussdämpfung besonders beliebt.

Ja, die koaxialen PLMR1xxC-Laser verwenden eine branchenübliche Pinbelegung für koaxiale Laserdioden. Solche Laser verfügen typischerweise über drei oder vier Pins: zwei Pins für die Laserdiode (Anode und Kathode) sowie ein oder zwei Pins für die Monitor-Photodiode, wobei das Gehäuse in der Regel als gemeinsame Masse dient. Die genaue Anzahl der Pins kann je nach Variante unterschiedlich sein; bei manchen Ausführungen wird beispielsweise eine gemeinsame Masse für Laser und Photodiode genutzt. Standard pinning bedeutet, dass sich diese Laser ohne kunden­spezifische Fassung in bestehende Sender oder Platinen für analoge optische Sender integrieren lassen – die Anschlüsse passen zu gängigen Treiberschaltungen für Laserdioden. Darüber hinaus bietet AGx (der Hersteller) bei größeren Bestellmengen bei Bedarf kunden­spezifische Pinbelegungen an, sodass die Anschlusszuordnung an eine bestimmte Legacy-Platine angepasst werden kann. In den meisten Fällen lassen sich diese Laser jedoch direkt ab Werk in eine standardisierte Fassung für koaxiale Laser oder in das PCB-Footprint von Glasfaser-Sendemodulen einsetzen.

Ja. Dank ihrer hohen Modulationsbandbreite und linearen Performance eignen sich die PLMR1xxC für RF-over-Fibre in drahtlosen Anwendungen – zum Beispiel für die Übertragung von Mobilfunksignalen (LTE, CDMA usw.) von entfernten Antennen zu einem Base-Station-Hotel. Die Laser können HF-Träger bis 3 GHz modulieren und decken damit gängige Mobilfunkbänder sowie sogar einige WiFi-/Mikrowellenfrequenzen ab. Zu beachten ist jedoch die Ausgangsleistung: Der PLMR1xxC liefert bis zu 4 mW. Für kürzere Verbindungen ist das mehr als ausreichend, einige drahtlose RF-over-Fibre-Systeme – insbesondere bei der Verteilung auf viele Knoten oder über größere Distanzen – bevorzugen jedoch möglicherweise einen Laser mit höherer Leistung oder setzen einen optischen Verstärker ein, um ausreichenden Link-Gain sicherzustellen. Handelt es sich bei der Anwendung um ein Distributed Antenna System (DAS) innerhalb eines Gebäudes oder auf einem Campus, sind 4 mW pro Glasfaserverbindung in vielen Fällen ausreichend. Kurz gesagt: Diese Laser erfüllen die Anforderungen an Bandbreite und Linearität für drahtlose HF-Signale zuverlässig – entscheidend ist nur, dass das optische Leistungsbudget zu den Distanzen und Splitterverlusten Ihres spezifischen Systems passt.

Eine Ausgangsleistung von 4 mW entspricht etwa +6 dBm optischer Leistung. In einer typischen Faser mit einer Dämpfung von rund 0,2–0,3 dB/km (bei 1550 nm) bzw. ca. 0,4 dB/km (bei 1310 nm) reicht diese Leistung vergleichsweise weit – bei 20–30 km Faser fallen beispielsweise oft nur 5–6 dB Verlust an. Rein optisch betrachtet entspricht das einer Reichweite von einigen zehn Kilometern. Analoge CATV-Verbindungen werden jedoch meist eher durch Rauschen und Verzerrungen als allein durch die Gesamtdämpfung begrenzt. In der Praxis haben Rückkanalempfänger bestimmte Empfindlichkeitsanforderungen, um ein gutes C/N (Träger-Rausch-Verhältnis) zu erreichen. Ein typischer Rückkanalempfänger benötigt für optimale Leistung etwa –6 bis 0 dBm Empfangsleistung. Bei einem Sendepegel von +6 dBm ergibt sich also eine Reserve von ungefähr 6–12 dB für Faserdämpfung und Splitterverluste. Ein mögliches Szenario wäre daher: 10 km Faser (ca. 2 dB Verlust) plus ein 1×4-Splitter (ca. 6–7 dB) sind realisierbar. Ohne Splitter sind auch mehr als 20 km Faser erreichbar. Jedes Netzwerk ist anders, aber grundsätzlich bieten die PLMR1xxC-Laser für die meisten Rückkanalverbindungen von Nodes zum Headend in HFC-Netzen reichlich Reserve. Bei besonders langen oder dämpfungsstarken Strecken kann ein optischer Verstärker oder eine Laser-Variante mit höherer Leistung sinnvoll sein, für übliche Distanzen in Kabelnetzen erfüllen diese Laser die Anforderungen jedoch problemlos.

Koaxiale Laser wie der PLMR1xxC sind kleine, zylindrische Bauelemente ohne integrierte Temperaturregelung – sie sind einfacher aufgebaut, kostengünstiger und für Anwendungen gedacht, bei denen keine höhere Präzision oder Stabilität erforderlich ist, als das Design selbst bereits bietet. Laser im Butterfly-Gehäuse hingegen sind größere Module mit integriertem thermoelektrischem Kühler (TEC), häufig in einem 14-poligen Gehäuse. Sie halten den Laserkristall auf einer konstanten Temperatur und enthalten teils zusätzlich Isolatoren oder weitere Komponenten. Dadurch bieten Butterfly-Laser eine äußerst stabile Wellenlänge und Ausgangsleistung, selbst bei schwankenden Umgebungsbedingungen. Das ist für bestimmte Hochleistungs- oder dichte WDM-Anwendungen entscheidend. Der Nachteil liegt in höheren Kosten, größerem Platzbedarf und einem höheren Energieverbrauch. In vielen analogen Anwendungen wie CATV-Rückkanälen oder RF-over-Fibre-Verbindungen über kurze Distanzen werden koaxiale Laser bevorzugt, weil sie deutlich günstiger sind und die Leistungsanforderungen dennoch erfüllen. Sie lassen sich über ihre Pins oder eine koaxiale Fassung einfach auf einer Leiterplatte montieren und benötigen keine aufwendige TEC-Ansteuerschaltung. Zusammengefasst bieten koaxiale Laser eine kompakte, kostengünstige Lösung und kommen dort zum Einsatz, wo eine gute Leistung ausreicht; Butterfly-Laser werden verwendet, wenn maximale Stabilität oder höhere Leistung gefragt ist. Für die meisten breitbandigen analogen Systeme – mit Ausnahme besonders anspruchsvoller Anwendungen – bieten koaxiale Laser wie der PLMR1xxC das richtige Gleichgewicht zwischen Leistung und Kosten.