Samstag, 15.12.2018
 
Seit 20:05 Uhr Hörspiel
StartseiteForschung aktuellFlotte Faser im Anmarsch26.06.2015

Kapazität von LichtleiternFlotte Faser im Anmarsch

Sie gilt als das Rückgrat des Internets - die Glasfaser. Allein hierzulande liegen bereits einige hunderttausend Kilometer davon. Mit den Jahren ist es den Fachleuten gelungen, immer mehr Daten durch die haarfeinen Fiber zu schicken. Doch allmählich stoßen sie an Grenzen. US-Forscher stellen nun eine Methode vor, mit der sie die Kapazität von Glasfasern verdoppeln wollen.

Von Frank Grotelüschen

Zahlreiche Glasfaserkabel unter anderem zur Übertragung von Hochgeschwindigkeitsinternet
Die besten Glasfasern besitzen heute eine erstaunliche Kapazität, 100 Gigabit pro Sekunde.
  • E-Mail
  • Teilen
  • Tweet
  • Drucken
  • Podcast
Weiterführende Information

Breitbandausbau "G.fast wird den Glasfaser-Ausbau beschleunigen"

Breitband-Ausbau Schnelles Internet durch die Abwasserleitung

Netzausbau "Breitband ist ein wichtiges Strukturmerkmal"

Breitbandversorgung Glasfaser greift an

"Eine Glasfaser ist nur halb so dick wie ein Haar. Dennoch kann sie enorme Datenmengen über große Strecken transportieren."

Nikola Alic ist immer wieder beeindruckt von den Qualitäten seines Forschungsobjekts. Denn die besten Glasfasern besitzen heute eine erstaunliche Kapazität, 100 Gigabit pro Sekunde. Erreicht wird sie unter anderem durch einen Trick: Nicht nur eine Laserfarbe läuft durch die Faser, sondern mehrere Farben gleichzeitig - sie agiert buchstäblich auf mehreren Kanälen. Doch die Glasfaser könnte noch mehr leisten, meint Alic, Ingenieur an der Universität von Kalifornien in San Diego. Bislang nämlich verhindern spezielle Störeffekte eine noch größere Kapazität.

"Das Problem ist, dass bei längeren Strecken die verschiedenen Farben in der Glasfaser anfangen, sich zu vermischen. Und das muss man verhindern: Schließlich möchte am Ende der Faser genau die Daten empfangen, die am Anfang eingespeist wurden, und nicht irgendeinen Mischmasch."

Schlüsselprozess identifiziert

Also fragten sich Alic und seine Kollegen, ob sich die Störeffekte nicht egalisieren lassen, einfach indem man eine Art Gegensignal in die Glasfaser einspeist. Bislang klappte dieser Trick nur ansatzweise. Den Grund dafür haben die Forscher erst jetzt entdeckt.

"Wir haben den Schlüsselprozess identifiziert: Es sind winzigste Schwankungen in den Farben der Laser, die es bislang unmöglich machten, die Störeffekte auszuschalten. Deshalb haben wir dem System eine Art Referenz hinzugefügt - einen sog. Frequenzkamm. Er schreibt den Lasern genau vor, mit welcher Farbe sie senden."

Es ist ähnlich wie ein Orchester, dessen Musiker vor dem Konzert ihre Instrumente stimmen. Fehlt ihnen eine Referenz, droht die Gefahr, dass sie die Instrumente unterschiedlich stimmen. Erst ein Referenzton zum Beispiel der Kammerton a, stellt sicher, dass die Instrumente gleich gestimmt sind und das Konzert gelingen kann. Bei der Glasfaser dient als Stimmgabel der Frequenzkamm - ein optisches Bauteil, einst erfunden vom deutschen Physiknobelpreisträger Theodor Hänsch. Mithilfe des Frequenzkamms klappte dann auch der Trick mit den Gegensignalen, die die Störeffekte quasi ausschalten, sagt Nikola Alic.

"In unseren Experimenten konnten wir Signale über mehrere Tausend Kilometer übertragen. Und dabei traten keine Störeffekte mehr auf."

Auf Zwischenschalter verzichten

Mit der Methode sollte sich die Kapazität von Glasfasern mindestens verdoppeln lassen, also von derzeit 100 auf mindestens 200 Gigabit pro Sekunde, meint Alic. Und auch auf jene Zwischenverstärker, die man heute bei langen Glasfaserstrecken dazwischenschalten muss, könnte man zum Teil verzichten.

"Diese Zwischenverstärker sind teuer und brauchen viel Energie. Mit unserer Methode könnte man die Reichweite der Glasfaser steigern und sich mindestens die Hälfte dieser Zwischenverstärker sparen."

Allerdings muss man dafür die Glasfasertechnik umrüsten und um zusätzliche Teile ergänzen - um den Frequenzkamm, aber auch um spezielle Prozessoren. Sie berechnen jene Gegensignale, die die Störeffekte letztlich kompensieren.

"Fünf Jahre wird es wohl noch dauern, bis die Technik ausgereift ist. Denn gerade diese Prozessoren, die die Störeffekte ausgleichen, muss man noch deutlich optimieren."

Das könnte sie auch interessieren

Entdecken Sie den Deutschlandfunk