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Verdoppelung der Bit-Rate in Glasfaserkabeln – dank Welleneigenschaft des Lichts

Die Überlegung der Wissenschaftler in den Laboren von Alcatel-Lucent scheint einfach: Die Lichtgeschwindigkeit stellt bei der Datenübertragung in Glasfaser-Netzen eine physikalische Grenze für die Transferrate dar. Daher muss an einer anderen Stelle an der Stellschraube gedreht werden, um in der gleichen Zeit mehr Daten durch das Netz zu puschen. Ihre Lösung lautet dabei, einfach das Volumen der gleichzeitig versendeten Informationspakete zu erhöhen. Das soll möglich werden, indem die bisher unberücksichtigt gebliebenen, elektromagnetischen Eigenschaften des Lichts ausgenutzt werden.

Bislang funktionieren die Fiberglas-Systeme im Kern folgendermaßen: Licht kann sich als Träger einer Informationen in zwei möglichen Zuständen befinden, nämlich „an“ und „aus“. Dadurch kann ein Bit versendet werden. Blinkt das von einer LED oder einem Laser erzeugte Licht auf, wird der Wert „1“ verschickt, bleibt es aus, entsprechend der Wert „0“. (Fritz Fuchs vom Löwenzahn kann euch das Prinzip im nachfolgenden Video noch etwas ausführlicher erklären). Nun ist es aber so, dass Licht – laienhaft ausgedrückt – nicht nur leuchtet, sondern auch strahlt, und zwar elektromagnetisch – ein Umstand, dem in der Quantenmechanik mit dem Ansatz vom Wellen-Teilchen-Dualismus Rechnung getragen wird. Und die Eigenschaften der Welle beziehungsweise deren elektromagnetischen Feldes machen sich die Forscher in Diensten des Herstellers und Anbieters von integrierten Netzlösungen jetzt für die Datenübertragung zunutze.

Sie koppeln dazu Datenpakete an die Lichtwellen, von denen mehrere gleichzeitig durch das Fiberglas jagen können. Wie genau sie dabei vorgehen, bleibt offenbar ein Firmengeheimnis. Hierdurch können sie eigenen Angaben zufolge aber die Kapazität eines einzelnen Glasfaser-Kabels mehr als verdoppeln. Ein ganzes Bündel an Kabeln könnte demnach die Bit-Rate auf Giga- oder Tera-Bit-Niveau katapultieren. Ein von ihnen entwickeltes System wäre demnach imstande, mehr als zweimal so viele HD-TV-Sender gleichzeitig zu streamen, als bisher möglich.

Sollte sich diese Technologie tatsächlich als zuverlässig erweisen und zudem nicht (allzu) teuer sein, könnte sie möglicherweise für ein Ende in der Debatte um überlastete Datennetze sorgen. Zumindest kurzfristig.

(Marek Hoffmann)


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Über den Autor

Marek Hoffmann

Marek Hoffmann hat von 2009 bis 2010 über 750 Artikel für BASIC thinking geschrieben und veröffentlicht.

15 Kommentare

  • Hm, also das klingt ja nett, aber das Ende der Debatte um überlastete Datennetze ist wohl erst erreicht wenn die entspr. Knotenpunkte auch die Masse der Daten bearbeiten und weiterreichen können 😉

    Außerdem bleibt noch zu klären, ob die Sensorik der elektromagnetischen Eigenschaften des Lichts noch funktioniert, wenn man mehrere Wellenlängen in einem Lichtleiter gleichzeitig benutzt und sie am Ende mit einem Prisma wieder auseinanderfummelt (gängige Praxis in Hochfrequenzlichtleitern). Dadurch lässt sich die Übertragungsrate nämlich mehr als verzehnfachen, und sollte sich das nicht kombinieren lassen, sieht’s schlecht aus.

  • Ich habe mich in letzter Zeit schon öfters gefragt, wie wir in Zukunft Unmengen von Daten versenden können: Smartphones, Inet-fähige TVs, Streaming und und und… Das alles wird unsere Datenmengen drastisch erhöhen.

    Und wenn ich sehe, dass HDs mit 1,5 TB schon für 60 Euro verkauft werden (vor 10 Jahren noch undenkbar) sehe ich auch bald schon ein neues Standard nach BluRay. Die Qualität wird sich in vielen Bereichen verbessern (Inet Leitung, TV-Programm, DVD) aber an die Datenmengen, den Datenmüll und den damit verbundenen Stromverbrauch mag wohl keiner denken!

    Die Möglichkeiten damit sind enorm, ob es jedoch ökonomisch ist, darüber lässt sich streiten!

    Jonathan Krüger

  • Ich hoffe, bei diesem höchst geheimen innovativem Verfahren handelt es sich nicht um Wellenlängenmultiplexing siehe: http://www.it-administrator.de/lexikon/wellenlaengenmultiplexing.html

    Falls es doch das bereits bekannte und verwendete Verfahren zur Bandbreitenvergrößerung von LWL-Verbindungen ist: Das reine Umformulieren von PR-Meldungen ohne eigene Recherche kann für das Renomee einer Publikation schädlich sein.

    Die Bandbreite einer LWL-Verbindung wird nicht durch die Lichtgeschwindigkeit begrenzt – es sind meist mehrere Bits gleichzeitig hintereinander in der Leitung, sondern durch die Dispersion, also den Laufzeitunterschied der Wellenfronten.

  • @PurpleRain: 1. Von einem „höchst geheimen innovativem Verfahren“ hat hier außer dir niemand gesprochen, sondern nur von einem Firmengeheimnis. 2. Dass mir keine PR-Meldung vorlag, siehst du an der Seite, die ich verlinkt habe. 3. Wer sich offenbar mit dem Thema auskennt, so wie du, müsste doch unterscheiden können, ob es sich hier um Wellenlängenmultiplexing handelt. Warum fragst du mich dann? 4. Ich berichte hier über etwas, das für mich neu war. Wenn es das nicht sein sollte, okay. Aber kein Grund, hier so von oben herab zu kommentieren.

  • @3 Jonathan

    Man kann ja durchaus schon vorhandene Übertragungs Techniken Umstellen wie Funk / Satellit oder Kabel (fernsehen) statt ständig nur teure neue Leitungen (Netze) Aufzubauen.
    Mit der „Digitale Dividende“ und dem daraus resultierenden LTE-Netz wurde ein Anfang gemacht , weitere könnten Folgen bei Abschaltung analoger aber auch digitaler Netze.
    Brauchen wir in 10-20 Jahren noch „DVB-T“ oder „Sat“- Fernsehen, UKW-Radio oder ein „GSM-Funktelefon Netz“?
    Oder wird dies nicht alles das (mobile) Internet mit Streaming oder VoIP Überhehmen? …dann werden viele Übertragungsnetze im Prinzip „Frei“,
    daher sollte man vielleicht nicht nur auf Glasfaser Netze setzen?

  • Also alles in allem finde ich gut das die Technik vorwärts geht.
    Das bzw. ob der eine bei dem anderen abkupfert, in welcher Hinsicht auch immer, ist mir dabei herzlich egal.
    Mir ist in erste Linie wichtig bald auch mal eine Leitung jenseits der 0,5mb Upload nutzen zu können.
    Und der Artikel weckt in jedem Fall Hoffnungen.
    Danke !

  • Ohooo. Was dort scheinbar höchste Geheimhaltungsstufe hat, lernt doch jeder Informatiker, Elektrotechniker und Medientechniker auf der Uni.
    Man nutzt einfach statt nur einer Wellenlänge, die verschiedenene Wellenlängen (also die Spektralfarben) des Lichtes und zack hat man ohne aufwändiges Strippenziehen wieder ein paar Kabeladern mehr in der Leitung. Nennt sich auch Wellenlängenmultiplexing.

  • @Jochen also ich denke es war für Herrn Hoffmann,mich und viele andere,die nicht Elektrotechnik studiert haben, eine neue interessante Information. Ich freue mich über jeden Beitrag und lese diese auch, wenn ich davon schon einmal gehört habe 😉

    @ marek Hoffmann waren sie in den letzten Tagen krank? Wenn, dann freue ich mich, dass sie wieder da sind und wünsche weiterhin gute Genesung

  • @Jonathan: Danke – vor allem für die Genesungswünsche! 🙂 Ich war tatsächlich krank und bin leider auch immer noch nicht ganz auf dem Damm. BTW: „You can say you to me.“ 😉

  • Apropos Glasfaserkabel.
    Vor 2 Wochen wurde mir gesagt, dass in Bill Gates‘ Haus (an sich 7 Häuser) insgesamt 30 Meilen Klasfaserkabel verlegt sind. Ich hatte nämlich das Glück daran vorbei zu shippern! 😀
    Welche Bit-Rate der gute Bill hat, weiss ich allerdings nicht!
    😉

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