Standard-Glasfasertechnologie erreicht Rekordübertragungen von 1,53 Petabit pro Sekunde

Der gesamte Internetverkehr der Welt könnte in ein einziges Glasfaserkabel passen.

Ein Forscherteam des Network Research Institute des National Institute of Information and Communications Technology (NICT, Japan) hat einen neuen Bandbreiten-Weltrekord über eine einzelne Glasfaser mit Standarddurchmesser aufgestellt.

Die Forscher erreichten eine Bandbreite von etwa 1,53 Petabits pro Sekunde, indem sie Informationen über 55 verschiedene Lichtfrequenzen kodierten (eine Technik, die als Multiplexing bekannt ist). Das ist genug Bandbreite, um den gesamten Internetverkehr der Welt (schätzungsweise weniger als 1 Petabit pro Sekunde) über ein einziges Glasfaserkabel zu übertragen. Das ist weit entfernt von den Gigabit-Verbindungen, die uns Normalsterblichen (im besten Fall) zur Verfügung stehen: um genau zu sein; es ist eine Million Mal höher.

Die Technologie nutzt die unterschiedlichen Lichtfrequenzen, die im gesamten Spektrum verfügbar sind. Da jede „Farbe“ innerhalb des Spektrums (des sichtbaren und unsichtbaren Lichts) ihre eigene Frequenz hat, die sich von allen anderen unterscheidet, kann sie so gestaltet werden, dass sie ihren eigenen unabhängigen Informationsstrom überträgt. Den Forschern gelang es, eine spektrale Effizienz von 332 Bits/s/Hz (Bits pro Sekunde pro Hz) zu erreichen. Das ist eine dreimal höhere Effizienz als ihr bester vorheriger Versuch aus dem Jahr 2019, der eine spektrale Effizienz von 105 Bits/s/Hz erreichte.

Den Forschern gelang es, Informationen im C-Band über 184 verschiedene Wellenlängen zu übertragen – die separaten, sich nicht überlappenden Frequenzen, die dazu bestimmt waren, Informationen gleichzeitig innerhalb des Glasfaserkabels zu übertragen. Bevor das Licht durch das Glasfaserkabel gesendet wurde, wurde es moduliert, um 55 separate Datenströme (Modi) zu übertragen. Nach der Modulation (und wie bei den meisten derzeit eingesetzten Glasfaserkabeln) war ein einziger Glaskern erforderlich, um alle Daten zu übertragen. Wenn Daten gesendet werden (über 184 Wellenlängen und 55 Modi), dekodiert der Empfänger die verschiedenen Wellenlängen und Modi, um ihre Daten zu sammeln. Im Experiment wurde die Entfernung zwischen Sender und Empfänger auf 25,9 Kilometer festgelegt.

Aufmerksamere Leser erinnern sich vielleicht daran, dass wir kürzlich über eine ähnliche Entwicklung berichtet haben – einen Prototyp eines Photonik-Relais, der eine Bandbreite von 1,84 Petabits pro Sekunde erreichte. Das ist mehr, als diese Forschung erreichen konnte, aber das Problem bei dieser Lösung besteht darin, dass sie einen photonischen Chip verwendet, der sich noch in der experimentellen Entwurfsphase befindet. Daher dürfte diese spezielle Forschung viel früher umgesetzt werden (dafür ist lediglich eine langsame Modernisierung der Glasfaserinfrastruktur auf ihr Design erforderlich). Es scheint auch, dass es finanziell schon sinnvoller ist, da der Unterschied zwischen dem gesamten Weltverkehr und den Übertragungsraten von 1,54 Petabits/s (ich muss betonen, dass dies über ein einziges Glasfaserkabel mit Standarddurchmesser geschieht) immer noch so groß ist Bandbreite auf dem Tisch. Und angesichts der Anzahl der Wellenlängen, die die Forscher in früheren Experimenten (aber nicht in diesem) verwendet haben, gibt es eine klare Möglichkeit, die Bandbreite in Zukunft weiter zu skalieren.

Weitere Informationen zu den rekordverdächtigen Datenübertragungen von 1,53 Petabits/s finden Sie in der offiziellen Pressemitteilung des NICT, die unten auf der Seite zahlreiche technische Details enthält.

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Francisco Pires ist ein freiberuflicher Nachrichtenautor für Tom's Hardware mit einem Faible für Quantencomputing.

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