09.05.2006

Rekord bei Datenübertragung

Physik Journal - Berliner Forscher haben einen Rekord bei der Datenübertragung über 160 Kilometer Glasfaserkabel aufgestellt.


Rekord bei Datenübertragung

Physik Journal - Berliner Forscher haben einen Rekord bei der Datenübertragung über 160 Kilometer Glasfaserkabel aufgestellt.

Jedes Jahr verdoppelt sich die übertragene Datenmenge im Internet. Das Rückgrat des globalen Informationsnetzes bilden Glasfaserkabel mit Übertragungsraten von maximal 40 Gigabit pro Sekunde pro Faserkabel und Wellenlänge. Die Arbeitsgruppe um Hans-Georg Weber am Heinrich-Hertz-Institut (HHI) in Berlin hat nun gezeigt, wie sich die Datenrate mit Kurzzeit-Laserpulsen und Phasenmodulation weiter steigern lässt. Mit 2560 Gigabit pro Sekunde – das entspricht dem Inhalt von 60 DVDs – stellten sie einen neuen Weltrekord für den Datentransport in Glasfaserkabeln auf einer Wellenlänge auf. Diese Datenrate konnten sie durch 160 Kilometer Glasfaserkabel senden, die auf Trommeln im HHI-Labor aufgerollt sind (Abb.).

Abb.: Forscher vom Berliner Heinrich-Hertz-Institut haben einen Rekord bei der Datenübertragung über 160 Kilometer Glasfaserkabel, aufgerollt auf Trommeln, aufgestellt. (Foto: HHI)

Die Berliner Nachrichtentechniker kodierten die Binärwerte „0“ und „1“ nicht durch das An- und Ausschalten eines Halbleiter-Lasers, sondern mit Hilfe einer Phasenmodulation ihrer infraroten Laserpulse (Pulsdauer 500 Femtosekunden, Wellenlänge 1550 nm). Bevor ein Laserpuls über das Glasfaserkabel geschickt wird, durchläuft er einen Lithiumniobat-Kristall. Dieser dient als Phasenmodulator und kann mit einer Schaltrate von 40 Gigahertz betrieben werden. So oft führt eine Spannungsänderung von einigen Volt zu einer Variation des Dispersionsverhaltens des Kristalls, wodurch sich die Phase des etwa 500 Femtosekunden kurzen Laserpulses um einen bestimmten Wert verschiebt. Diese Phasenmodulationen lassen sich für die Codierung der Nullen und Einsen nutzen.

Mit dieser Methode allein lässt sich eine Datenrate von ca. 40 Gigabit pro Sekunde erreichen. Ein zweiter Schritt nutzt anschließend die Kürze der Laserpulse aus. Denn zwischen zwei Pulsen bleibt es in der Glasfaser für fast 25 Picosekunden dunkel. Mit dem sog. Zeitmultiplexing können diese Freiräume mit weiteren Laserpulsen aus parallel sendenden Phasenmodulatoren gefüllt werden. So ließ sich die Übertragungsrate um etwa das 60-fache steigern. Reif für den globalen, digitalen Datenaustausch halten die Berliner Forscher ihre Technik allerdings frühestens im kommenden Jahrzehnt.

Jan Oliver Löfken

Quelle: Physik Journal, Mai 2006, S. 14

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