Forschungsprojekt: 661 TBit/s Datenrate über nur ein Glasfaserkabel erreicht

Ein Forschungsteam konnte über ein Glasfaserkabel sehr hohe Datenraten erreichen. Dabei bedienten sie sich einer Kombination aus mehreren Techniken, etwa Zeitmultiplex und Wellenlängenmultiplex. Eigentlich wollen sie aber ein energiesparendes System für Lichtwellenleiter entwickeln.

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Für die schnelle Übertragung nutzt das Experiment Farbspektren in Lichtpulsen.
Für die schnelle Übertragung nutzt das Experiment Farbspektren in Lichtpulsen. (Bild: Pixabay.com/CC0 1.0)

Forscher haben in der Wissenschaftspublikation Nature ein Projekt vorgestellt, das die Datenübertragung von Glasfaserkabeln signifikant erhöhen soll: Bis zu 661 TBit/s soll über einen Leiter mit 30 Fasern geführt werden können. Dabei bedient sich das Team etablierter Technologien wie Wellenlängen-Multiplex und Time-Division-Multiplex, berichtet das IT-Magazin Ars Technica. Zweiteres wird normalerweise in Techniken wie kupferkabelgebundenen Ethernet oder WLAN angewendet. Der Trick ist, dass gerade das Aufteilen der Datenrate in verschiedene Lichtspektren, also Wellenlängen, viel Energie verbraucht. Ein typischer Laser benötigt etwa 70 mW und ist nur zu etwa 30 Prozent effizient. Der Test der Forscher ergibt, dass ihre Methode in der Theorie nur etwa fünf Prozent der Energie benötigt, die ein aktuelles Glasfaserkabel zur Datenübertragung verwendet.

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Das eigentliche Ziel der Arbeit soll es aber sein, die Energiekosten für dieses Medium zu senken, denn laut dem Artikel fallen 9 Prozent der weltweiten Stromressourcen auf den Betrieb des Internets - Glasfaserleiter sind ein integraler Bestandteil dessen. Außerdem wachse das weltweite Netzwerk pro Jahr um mehr als 20 Prozent an.

Mehrere Laserpulse für ein Farbspektrum

Die Technik nutzt mehrere verschiedene Laser, um möglichst viele Farbräume des Lichtes anzudecken. Ein 300 Nanometer dünner Draht verstärkt dabei die Lichtquellen dahinter und bricht das Licht in weitere Spektren auf, da eine Leuchtquelle wohl ohne diese Verstärkung nicht alle benötigten 80 Lichtspektren abdecken kann, die bei aktuellen Lichtwellenleitern genutzt werden.

Aus mehreren pulsierenden Lasern erzeugt das Medium eine Mischung verschiedener Farben, die wiederum in einer Farbe resultieren. Dazu kommt, dass die Forscher für die Übertragung noch zwei verschiedene Polarisierungen der elektromagnetischen Felder innerhalb des Leiters nutzen, um die Datenrate nochmals zu erhöhen.

Praktischer Nutzen noch fraglich

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Das Ergebnis wird in jeweils vier Zeitintervalle aufgeteilt, was durch die Pulsgebung des Lichtes möglich ist. Das erhöht die Übertragungsrate auf 25 TBit/s pro Faser, geben die Forscher an. Bei 30 Fasern sind theoretisch 750 TBit/s möglich. Einschließlich Redundanzen bei der Signalcodierung sind es laut dem Bericht noch 661 TBit/s. Ein Lichtwellenleiterbündel, das Nordamerika mit Europa verbindet, kommt momentan etwa auf 1 TBit/s.

Inwiefern eine solche Technik wirklich energiesparend ist, kann schwer gesagt werden. Meist sind es Repeater und Router, die den Großteil der Energie bei Datenübertragungen ausmachen. Auch die Reichweite des Verfahrens ist nicht ganz klar. Wenn eine Lichtquelle bereits durch einen sehr dünnen Draht verstärkt werden muss, ist diese wahrscheinlich nicht sehr hoch. Außerdem dürfte die Herstellung eines solchen Leiters noch nicht rentabel sein. Das solch hohe Datenraten über Glasfaser zumindest möglich sind, ist aber ein gutes Zeichen für dessen Zukunft.

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