Mit normalen Glasfaserleitungen sind heute üblicherweise bis zu 1 GBit/s für Privatkunden und bis zu 100 GBit/s für Geschäftskunden möglich. Im Vergleich zu andern Datenübertragungswegen wie z. B. Kupferkabeln ist das eine unglaublich hohe Bandbreite. Aber was kommt nach Glasfaser? Während das Glasfasernetz in Deutschland stetig wächst, wird weltweit schon an möglichen Nachfolgetechnologien geforscht. Aktuell gibt es aber scheinbar kein Material, das für die schnelle Datenübertragung geeigneter ist, als Glasfaser. Deshalb konzentriert sich die Forschung darauf, Glasfaser sogar noch schneller zu machen. Australische Forscher haben zwei interessante Verfahren entwickelt, mit denen eine unglaubliche Steigerung der Bandbreite auf Glasfasern möglich ist. Die eine Technologie basiert auf „twisted light“ (gedrehtem Licht), die andere nutzt sogenannte „micro-combs“ (Mikrokämme).
Was ist Glasfaser?
Aber was ist Glasfaser eigentlich? Glasfasern machen das Internet so schnell wie das Licht. Denn anders als bei herkömmlichen Kupferleitungen werden bei Glasfaserverbindungen die zu transportierenden Daten nicht elektrisch mittels Strom, sondern via Lichtimpuls übertragen. Ein Glasfaserkabel besteht in der Regel aus mehreren Lichtwellenleitern (LWL). Die sehr dünnen Fasern sind kaum dicker als ein Haar und extrem leistungsstark. Sie übertragen Lichtteilchen mit hoher Geschwindigkeit über große Entfernungen hinweg – und das nahezu verlustfrei.
Sie wollen noch mehr zum Thema „Glasfaser“ wissen? Dann besuchen Sie unser Glasfaser-FAQ.
Glasfaser Vorteile
Von diesen Glasfaser Vorteilen profitieren Nutzer:
- Schnellste Übertragungsraten / extrem hohe Bandbreiten
- Sehr stabile, wenig störanfällige, sehr abhörsichere Datenleitung
- Konstant hoher Datendurchsatz auch bei steigenden Nutzerzahlen
- Dünnere und damit leichtere Kabel (im Vergleich zu Kupfer)
Viele fragen sich nun aber: Was kommt nach Glasfaser?
1. Twisted Light: Bis zu 100 Mal schnellere Datenraten als bisher
Australischen Wissenschaftlern des Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) ist es gelungen, die lichtbasierte Datenübertragung via Glasfaser im Vergleich zu heute üblichen Maximalbandbreiten um den Faktor hundert zu beschleunigen!
Bisher wurden für die Informationsübermittlung per Licht nur die horizontale und vertikale Ausrichtung der Lichtwellen sowie die Farbe des Lichts genutzt. Durch das Ergänzen einer dritten Dimension konnten die Forscher nun aber noch mehr Informationen in den Lichtstrahl packen und die Datenübertragung so deutlich erhöhen. Dafür wird das Licht gedreht. Das Verdrehen des Lichts in eine Spirale schafft eine neue Informationsebene und ermöglicht 100 Mal schnellere Verbindungen als mit herkömmlichen Glasfasern. Übrigens: Je größer der Drehimpuls ist, desto mehr Informationen können übertragen werden. Das funktioniert ähnlich wie bei einer DNA-Doppelhelix.
Twisted Light ist keine neue Entdeckung – aber jetzt erst praxistauglich
Spiralförmige Lichtstrahlen und ihre technischen Möglichkeiten sind aber grundsätzlich schon länger bekannt. US-Forscher hatten bereits in der Vergangenheit den Effekt des Twisted Lights entdeckt. Allerdings war der auf diese Weise erhöhte Datendurchsatz auf Glasfaserkabeln bisher nur mit extrem hohem Aufwand und riesigen Sendern und vor allem Empfängern in der Größe eines Esszimmertisches realisierbar. Den Forschern des RMIT ist es dagegen gelungen, deutlich kleinere Detektoren zum Auslesen der Informationen zu entwickeln: Das neuartige Lesegerät ist nur noch so breit wie ein menschliches Haar.
Aufrüstung bestehender Glasfasernetze mit der neuen Technologie
Einen Nachteil gibt es allerdings: Um die Vorteile von Twisted Light nutzen zu können, werden spezielle Glasfasern benötigt. Das heißt, bereits verlegte Glasfasern können aktuell keine spiralförmigen Lichtstrahlen transportieren. Um die Technik nutzen zu können, müssten Breitbandgräben geöffnet und mit entsprechend neuen Strängen versorgt werden.
2. Micro-combs: Neuer Weltrekord von 44,2 TBit/s über konventionelle Glasfaser
Doch die australischen Forscher des Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) gaben sich mit den um den Faktor 100 gesteigerten Datenraten, die mit dem gedrehten Licht erzielt werden konnten, nicht zufrieden. Sie forschten weiter und stellten im Mai dieses Jahres mit einer anderen Technologie, die sogenannte „micro-combs“ einsetzt, einen neuen Weltrekord auf. Dabei erzielten sie im Praxistest auf einer festverlegten, 76,6 km langen Teststrecke – bestehend aus herkömmlicher, bereits verlegter Glasfaser – den unglaublichen Geschwindigkeitsrekord von 44,2 TBit/s.
Dafür war keine neue Infrastruktur nötig, sondern lediglich ein Chip. Die sogenannten „micro-combs“ sind optische Frequenzkämme, die einen Regenbogen aus Infrarotlicht erzeugen. Auf diese Weise können Daten auf vielen Lichtfrequenzen gleichzeitig übertragen werden, was die Bandbreite enorm erhöht.
Das Tolle daran: Der neuartige Chip kann problemlos an bestehenden Glasfasernetzen ergänzt werden! Vorerst wird sein Einsatz insbesondere für die Kommunikation zwischen Datenzentren relevant sein. In der Zukunft könnte er laut den australischen Forschern aber auch im öffentlichen Netzausbau verwendet werden.
Auch wenn unter Laborbedingungen bereits höhere Datenraten erzielt wurden, handelt es sich bei der von den Forschern des RMIT mit optischen Frequenzkämmen erzielten Datenrate von 44,2 TBit/s um die bisher schnellste Glasfaser-Geschwindigkeit unter Praxisbedingungen.
Die Antwort auf die Frage „Was kommt nach Glasfaser?“ lautet also „noch schnellere Glasfaser“.
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