Glasfasertechnik für die Zukunft
Höhere Übertragungskapazität passiver optischer Netze steht im Fokus eines neuen Projekts.
Im Projekt Pontrosa (Passive optische Zugangsnetze: Transceiver Technologien und Systemarchitekturen) arbeitet das Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut (HHI) an der Weiterentwicklung passiver optischer Netze (PON), um den Glasfaserausbau voranzutreiben und neue Anwendungen für die Technologie zu erschließen. Zusammen mit den Projektpartnern wird das Institut neuartige elektronische und optische Subsysteme entwickeln, um die Übertragungskapazität zukünftiger PONs erheblich zu steigern. Das Vorhaben läuft über drei Jahre bis September 2027 und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 3,8 Millionen Euro gefördert. Davon entfallen 1,3 Millionen Euro auf das Fraunhofer HHI.
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Glasfasernetze brauchen am Ende der Fasern optische Transceiver, die als Sende- und Empfangseinheiten funktionieren. Sie stellen die Verbindung zum lokalen Netzwerk, etwa in Haushalten oder Unternehmen, her und verbinden das Netzwerk gleichzeitig mit dem optischen Metro- und Weitverkehrsnetz des Telekommunikationsanbieters. Weltweit haben sich dabei passive optische Netzwerke (PON) gegenüber aktiven optischen Netzwerken (AON) durchgesetzt.
Ein PON ist ein Glasfasernetzwerk, bei dem die Datenübertragung ohne aktive Technik wie Verstärker oder Repeater im Feld auskommt. Das Signal wird stattdessen durch passives optisches Equipment wie Splitter effizient auf mehrere Anschlüsse verteilt. So werden Kosten gesenkt und die Netzwerkinfrastruktur vereinfacht. Um PONs für zukünftige Anforderungen und neue Anwendungsgebiete, wie den Anschluss von Datenzentren und verteilten Mobilfunkstationen, bereit zu machen, müssen jedoch die erreichbaren Datenraten signifikant ausgebaut werden.
„Unser Ziel ist es, die Übertragungskapazitäten von PONs drastisch zu steigern“, sagt Malte Hinrichs, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer HHI. „Dabei konzentrieren wir uns darauf, hohe Leistung mit möglichst geringen Kosten, großer Zuverlässigkeit und hoher Resilienz zu kombinieren. So wird unsere Technologie direkt skalierbar und anwendbar.“
Das Projektteam wird optimierte, integrierte elektronische und photonische Schaltkreise entwerfen, fertigen und in ein Gesamtsystem einbetten. Dabei werden die Forscher kosteneffiziente und skalierbare Fertigungstechnologie verwenden. Außerdem werden die Anforderungen an die digitale Signalverarbeitung analysiert und passende Verfahren dafür entwickelt.
„Das Fraunhofer HHI zählt zu den führenden Forschungseinrichtungen im Bereich optische Netze und integrierte photonische Schaltkreise (PICs)“, erklärt Martin Möhrle, Gruppenleiter des Bereichs „Laser“ am Fraunhofer HHI. „Wir entwickeln optische Chips und weitere optische Komponenten für diverse Industriekunden und Anwendungsszenarien.“
Im Pontrosa-Projekt werden Fraunhofer HHI-Experten an der Entwicklung und Validierung von digitalen Signalverarbeitungs-Algorithmen arbeiten, zur Definition der Systemarchitektur beitragen und den Demonstrator am Ende des Projekts bauen. Außerdem werden die Forscher Komponenten für die PICs des neuen Systems entwickeln: High-Speed-EML und DFB-Laser. Mit der gesteigerten Übertragungskapazität erweitern die Forscher das Anwendungsgebiet von PONs. Sie könnten zukünftig auch eine Rolle in neuartigen System- und Transceiverarchitekturen für Metro-, Langstrecken- und Satellitenverbindungen spielen.
Das Pontrosa-Projekt wird vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) koordiniert. Neben dem Fraunhofer HHI sind Nokia Bell Labs, MaxLinear Deutschland GmbH und die Christian-Albrechts-Universität zu Kiel am Vorhaben beteiligt.
HHI / DE
