107 Gigabit pro Sekunde über 160 km Glasfaserkabel

Auf dem Weg zum 100-GBit/s-Ethernet bis zum Kunden

Die Partner Siemens, Micram, das Fraunhofer Institut für Nachrichtentechnik (Heinrich-Hertz-Institut) und die Technische Universität Eindhoven berichten von einem gemeinsam erzielten Rekord bei der Entwicklung neuer glasfaserbasierter Datenübertragungstechniken. Die Forscher haben demnach - außerhalb des Labors - erstmals Daten mit 107 Gigabit pro Sekunde mit rein elektrischer Verarbeitung in Sender und Empfänger über eine 160 Kilometer lange Glasfaserstrecke übertragen.

Möglich sei dies durch ein neu entwickeltes Sende- und Empfangssystem, das die Daten direkt vor und nach ihrer Umwandlung in optische Signale rein elektrisch verarbeitet. Getestet wurde in einer 160 Kilometer langen Glasfaserstrecke in den USA bei einem großen Netzbetreiber. Dort sind auch Systeme von Siemens Networks im Einsatz, die derzeit Datenraten von 40 GBit pro Sekunde erreichen können. Mit dem neuen Rekord auf der Teststrecke in den USA sei das derzeitige Maximum an Übertragungsleistung pro Kanal um das 2,5fache übertroffen worden, so die Partner.

Für sehr hohe Datenraten müssen die Lichtsignale bislang, bevor sie am Bestimmungsort wieder in elektrische Signale zurückverwandelt werden können, optisch in mehrere Signale mit geringerer Datenrate aufgeteilt werden. Anschließend muss jedes einzelne Signal per Fotodiode wieder in elektrische Signale umgewandelt werden, damit die nachfolgende Elektronik die Daten ohne Verzögerung verarbeiten kann. Die dafür notwendigen optischen Komponenten sind laut Siemens nicht nur teuer, sondern müssen auch aufwendig verbaut werden.

Die Machbarkeit eines Empfängers mit rein elektrischer Verarbeitung für die optische Übertragung von 107 GBit pro Sekunde wurde von den Forschern schon im Frühjahr 2006 nachgewiesen. "Damals wurde im Sender noch optisches Multiplex eingesetzt. Jetzt haben wir ein Gesamtsystem konstruiert, in dem sowohl im Empfänger als auch im Sender die Verarbeitung der Daten rein elektrisch erfolgt", so Dr. Rainer H. Derksen, Projektkoordinator bei Siemens Corporate Technology in München. Damit soll die Leistungsfähigkeit des Systems erheblich steigen.

Derksen geht davon aus, dass auf Basis des Prototypen in wenigen Jahren erste Produkte auf den Markt kommen könnten. Vor allem für das zukünftige 100-GBit/s-Ethernet, das die Telekommunikationsbetreiber intensiv vorantreiben würden, sei das relevant. Der Wechsel hin zu Ethernet-Leitungen zum Endkunden würde es erlauben, Datenpakete nicht mehr über fest geschaltete Leitungen zum Endkunden zu übermitteln, sondern über Alternativrouten zu transportieren und damit künftig überlastete Streckenabschnitte zu umgehen.

Auch die Kosten pro Anschluss für äußerst leistungsfähige Ethernet-Systeme könnten künftig weit unter die von TDM-basierten Systemen, die bei der Übertragungsrate vergleichbar sind, fallen. "Größere Flexibilität und eine höhere Kosteneffizienz machen Ethernet zur Übertragungstechnologie für die Kernnetze der Zukunft", so die Partner.