Glasfaser erreicht neue Geschwindigkeitsrekorde
Glasfaserrekord September 2022: 1,53 PBit/s auf einem einzigen Glaskern (Multimode)
Ende vergangenen Jahres haben japanische Forscher des NICT-Instituts einen neuen Geschwindigkeitsrekord bei der Datenübertragung mit Glasfaser aufgestellt. Zusammen mit Kollegen aus USA, Frankreich und Australien wurde dabei eine Übertragungsrate von 1,53 PBit/s erreicht (1 Petabit = 1 Million Gigabit).
Bedeutend bei dem Versuch ist, dass nicht sogenannte Multicore-Fasern (mehrere Glasfasern werden zu einem Kabel gebündelt) zum Einsatz kamen, sondern eine einadrige Multimode-Faser. Bei dieser wurde das Licht so moduliert, dass 55 Datenströme bzw. Moden die Dateninformationen übertragen. Am Ende der Faser werden diese Lichtsignale verarbeitet und die übertragenen Daten entschlüsselt.
Die Forscher konnten bei diesem Glasfaserrekord das Licht deutlich effizienter nutzen als beim vorhergehenden Rekord im Mai 2022. Bei diesem wurden 1,02 PBit/s mit nur vier Moden in Form von vier separaten Glaskernen übertragen wurden.
Von entscheidender Bedeutung ist, dass für den Rekord von 1,53 PBit/s ein Kabel mit einem Standardmanteldurchmesser des Kabels von 0,125 Millimetern zum Einsatz kam. Es ist demnach davon auszugehen, dass diese Technik mit der bestehenden Glasfaserinfrastruktur kompatibel ist.
Glasfaserrekord März 2023: 1,7 PBit/s auf einer Glasfaser mit 19 Kernen (Multicore)
Auch dieser Rekord wurde von den japanischen Forschern des National Institutes of Information and Communications Technology (NICT) aufgestellt – allerdings diesmal in Zusammenarbeit mit Kollegen aus Australien, den Niederlanden und Italien. Die Wissenschaftler haben dafür ein neuartiges Glasfaserkabel mit 19 Kernen („Cores“) entwickelt und auf einer Versuchsstrecke von 63,5 Kilometern 1,7 PBit/s übertragen. Mehr Kerne hat bis dahin weltweit kein anderes Glasfaserkabel, das einen Standardmanteldurchmesser von 0,125 Millimeter nutzt. Auch dieses Kabel dürfte mit dem aktuellen Glasfasernetz kompatibel sein.
Normalerweise – wie auch im Rekordversuch vom September 2022– haben Glasfaserkabel nur einen Kern, über den mehrere Lichtsignale übertragen werden. Allerdings ist der Stromverbrauch bei dieser Technologie sehr hoch. Mit den zufällig gekoppelten 19 Multicore-Fasern konnten die Forscher den Energieverbrauch deutlich reduzieren und Kosten senken – ein großer Vorteil! Störende Signalinterferenzen zwischen den einzelnen Glasfaserkernen wurden mit Hilfe des digitalen MIMO-Verfahrens (multiple Input multiple Output) vermieden.
Vergleich der letzten drei Glasfaserrekorde:
Das bedeuten die neuen Rekorde für die Zukunft der Glasfaser
Die gesamte weltweite Internetbandbreite wird derzeit auf knapp unter 1 PBit/s geschätzt. Die Glasfasern aus beiden oben genannten Rekordversuchen könnten also die gesamte globale Bandbreite bewältigen. Zum Vergleich: Das Grace-Hopper-Seekabel leistet 352.000 GBit/s. Es verbindet die Vereinigten Staaten mit Europa und ist eines der aktuell schnellsten. Allerdings auf einer weitaus größeren Distanz als es im Laborversuch der Fall war.
Insbesondere die Multicore-Glasfaser mit 19 Kernen kann für die optische Datenübertragung über Langstrecken, die über Ozeane hinweg reichen, von großer Bedeutung sein. Denn neben der Rekordgeschwindigkeit von 1,7 PBit/s auf einem Kabel mit Standarddurchmesser ist ihr Stromverbrauch erheblich niedriger als beim Versuchsaufbau mit einem einzigen Multimoden-Glasfaserkern. Der niedrigere Energiebedarf reduziert nicht nur die Kosten, sondern auch die Umweltbelastung.
Die zufällig gekoppelte 19-Kern-Faser der NICT-Studie vom März 2023 ist deshalb bis dato die vielversprechendste Lösung für das Datenübertragungsmedium der nächsten Generation und kann damit die Zukunft der Glasfaser sein.
Im nächsten Schritt werden die Forscher daran arbeiten, die Übertragungsdistanz zu verlängern und das Wellenlängenband zu erweitern, um mehr Kapazität zu gewinnen. Darüber hinaus müssen einige neue Geräte entwickelt werden, die mit der 19-Kern-Faser kompatibel sind. Man hofft, in fünf bis zehn Jahren die ersten Unterseekabel mit dieser Technologie zu produzieren.
Übrigens würde auch 6G von der großen Kapazität, die die 19-Kern-Glasfaser verspricht, profitieren. Denn Mobilfunkmasten benötigen ebenfalls eine Glasfaseranbindung, die die Daten überträgt.
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