402 Terabit pro Sekunde: Weltrekord bei der Datenübertragung

Der weltweite Datenverkehr nimmt stetig zu. Das Internet und digitale Datenübertragungen sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Ermöglicht wird dies von einem Netz aus Glasfaserverbindungen und Unterseekabeln, das den kompletten Planeten bedeckt. Forscher:innen zeigten nun, das das Potential von Glasfaserverbindungen noch nicht voll ausgenutzt ist: Sie übertrugen über gängige Glasfaserleitungen Daten mit einem Geschwindigkeit von 402 Terabit pro Sekunde bei einer Bandbreite von 37,6 Terahertz. Noch nie zuvor wurden Daten so schnell übertragen. Ermöglicht wurde dies durch eine Kombination neuer Verstärkertechnologien.

Kombination verschiedener Verstärkertechnologien

In Glasfaserleitungen werden Daten in Form infraroter Lichtsignale übertragen – und das in besonders verlustfreien und wenig durch Lichtstreuung und Absorption in den Fasern gestörte Frequenzen verwendet. Mit Hilfe spezieller Verstärker und Multiplexing-Technologien wird die verfügbare Bandbreite dabei so gut wie möglich genutzt. Diese Technologien dienen dazu, die optischen Signale zu optimieren und zu modulieren.

Für den neuen Weltrekord kombinierte ein Team rund um Benjamin Puttnam vom National Institute of Information and Communications Technology (NICT) in Japan mehrere existierende und neu entwickelte Verstärkertechniken. Auf diese Art und Weise konnten die Forscher:innen die gesamte verlustarm verwendbare Bandbreite nutzen – bisher ist nur ein Teil dieser Bandbreite nutzbar.

„Wir haben die Übertragung von DWDM-Datenströmen so erweitert, dass sie alle Hauptübertragungsbänder im verlustarmen Fenster von Standard-Glasfasern abdecken. Unsere Technik ermöglicht mehr als 1.500 parallele Übertragungen innerhalb einer optischen Bandbreite von 274 Nanometern (37,6 Terahertz)„, schreibt das Team. DWDM steht für Dense Wavelength Division Multiplexing und sit eine Technik, in deren Rahmen getrennte Datenströme kombiniert werden und ohne Vermischung oder Störung gleichzeitig durch eine Faser gesendet werden können.

Neuer Rekord in „alten“ Leitungen

Bei der Methode kommen sechs verschiedene Verstärkertechniken zum Einsatz, mit denen optische Signale in den Bändern O, E, S, C, L und U der Glasfaserleitung zu optimieren. Das Datenpaket läuft dabei über 1.505 Kanäle und umfasst Signale im Bandbreitenbereich zwischen 1.281 und 1650 Nanometer. Dank spezieller Polisaritions-Modulation konnten die Signale zudem weiter komprimiert werden. Der Test der Methode fand dann unter Verwendung einer 50 Kilometer langen Glasfaserleitung statt.

Die Forscher:innen maßen während des Tests eine Übertragungsrate von im Mittel 402 Terabit pro Sekunde, was ein neuer Weltrekord ist. Das Tempo der Übertragung lag etwa 25 Prozent höher als bei früheren Rekorden. Die erreichte Bandbreite von 37,6 Terahertz ist ebenfalls ein neuer Rekord und liegt etwa 35 Prozent über anderen bisher erreichten Werten.

„Dieses Resultat zeigt, wie neue Verstärker und spektrale Breitband-Optimierungstechnologien die Datenkapazität von bereits existierenden Glasfaserleitungen erhöhen können. Die Nutzung von neuen Übertragungsfenstern in schon verlegten Glasfasern könnte eine gute Möglichkeit sein, um schon in naher Zukunft mehr Übertragungskapazitäten zu schaffen – ohne die hohen Kosten und den Zeitaufwand für das Verlegen neuer Leitungen„, so die Forscher:innen.

Derartige Technologien könnten dabei helfen, mit den existierenden Leitungen dem steigenden Datenbedarf zu begegnen.

via National Institute of Information and Communications Technology (NICT)