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Glasfaserrekord: Forschern gelangen 50 Gigabit/s im Glasfasernetz

• 12.06.17 Mittlerweile wurde ein neuer Geschwindigkeitsrekord bei der Datenrate im Glasfasernetz erreicht. Wie ein Forscherteam des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) berichtet, sind im Rahmen neuer Versuche Geschwindigkeiten von über 50 Terabit pro Sekunde übertragen worden. Dabei gelang es den Forschern optische Frequenzkämme von großer Bandbreite im Glasfaserkabel zu erzeugen.

Forschern gelangen 50 Gigabit im Glasfasernetz

Wie die Karlsruher Forscher in der Zeitschrift Nature berichten, ließen sie optische Solitonen in Mikroresonatoren aus Siliziumnitrid auf einem Chip zirkulieren und erzeugten dadurch optische Frequenzkämme von großer Bandbreite. Zwei solche Frequenzkämme, die sich überlagern, ermöglichen eine massiv parallele Datenübertragung auf 179 Wellenlängenkanälen mit einer Datenrate von über 50 Terabit pro Sekunde.

Glasfaserausbau ermöglicht derzeit das schnellste Internet -Bild: Telekom

Optische Solitonen sind spezielle Wellenpakete, die sich ausbreiten, ohne dabei ihre Form zu verändern. In der optischen Kommunikation können Solitonen zur Erzeugung von Frequenzkämmen mit einer Vielzahl von Spektrallinien eingesetzt werden, mit denen sich besonders leistungsfähige und kompakte Übertragungssysteme von hoher Kapazität realisieren lassen.

Optische Frequenzkämme, für deren Erforschung John Hall und Theodor W. Hänsch 2005 den Physik-Nobelpreis erhielten, bestehen aus einer Vielzahl von benachbarten Spektrallinien, die in genau gleichen Abständen angeordnet sind.

Glasfasertechnik wurde 1970 entwickelt

Die Glasfasertechnik ist eine noch junge Technik und wurde im Jahr 1970 entwickelt. Dabei ist die Grundlage der Glasfasertechnik durch drei Tüftler entstanden. Über vier Jahre lang haben die Corning-Wissenschaftler Robert Maurer, Peter Schultz und Donald Keck verschiedene Glasmischungen getestet, bis sie mit dem Ergebnis zufrieden waren. 1970 haben sie dann die erste verlustarme, optische Glasfaser vorgestellt.

Der Grund für die Entwicklung war, nach Alternativen zu suchen. Die geringe Geschwindigkeit bei der Kupfertechnik was damals der Grund. Aber zur Erinnerung, damals waren es nur ein paar Baud an Datenrate. Dabei ist Baud die Geschwindigkeit, wenn 1 Symbol pro Sekunde übertragen wird. Jedes Symbol entspricht einer definierten, messbaren Signaländerung im physischen Übertragungsmedium.


Moderne Glasfaser im Einsatz -Bild: Telekom

Mittlerweile mißt man in Kilobit und mit Megabit und mit "G.fast" auf dem Kupferkabel sind dabei Datenraten von 1.000 Mbit/s möglich. Im Vergleich, mit VDSL2 werden 100 Mbit/s erreicht, mit Supervectoring sind es 300 Mbit/s und dann kommt schon G.fast. Es gibt noch höhere Datenraten auf dem Kupferkabel, mit mehreren 10 Gigabit. Dabei sind aber Leitungswege von derzeit nur unter 100 Meter möglich. Also ist dieses dann eher was für alte Bürogebäude ohne Glasfaser im Inneren.

Woraus besteht Glasfaser?

Moderne Glasfasern bestehen aus drei Komponenten, dem Kern, dem Mantel und dem Außenmantel. Der Kern wird aus hochreinem Glas hergestellt, das die zu übertragenden Informationen mittels der eingespeisten Lichtwellen transportiert.

Um den Kern wird ein Mantel angebracht, der durch seinen niedrigeren Brechungsindex verhindert, dass das Licht austritt. Der Außenmantel besteht aus Kunststoff, der das Glas etwa vor Bruch schützt.

Die Glasfaser selbst ist dabei ähnlich dünn wie ein menschliches Haar. Die Dicke des Glasfaserkerns bei Single-Mode-Glasfasern von Corning beträgt nur 8 Mikrometer, bei Multi-Mode-Glasfasern sind es 50 Mikrometer. Unabhängig von der Dicke der Glasfaser hat der sie umgebende Mantel einen Durchmesser von 125 Mikrometern. Die Schutzhülle hat einen Durchmesser von 245 Mikrometern.

Ein typisches Glasfaserkabel, wie es die Deutsche Telekom häufig verwendet, besteht aus 192 Fasern und hat insgesamt einen Durchmesser von 20,1 Millimetern. Minikabel enthalten 96 Fasern und haben einen Durchmesser von 6,5 Millimetern. Sie werden zunehmend genutzt.

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