Immer mehr Daten werden in eine einzige Glasfaser gepresst
Datenübertragung mit Licht

Photonische Kristalle und mikrooptische Spiegel sorgen in Zukunft für bessere Kapazitäten in optischen Datennetzen.

HANDELSBLATT. Gleich ob für die Verbindung von hyperschnellen Rechnern, Videokonferenzen, verteilte Fernseh- und Filmproduktionen oder audiovisuelles Lernen, das Datenaufkommen, das weltweit zwischen unseren Businesszentren pulsiert, wächst enorm und stetig. Statt konventioneller Telefongespräche werden über das Telefonnetz mittlerweile mehr und mehr Daten in Form von Bits und Bytes übertragen. Der globale Datenverkehr wächst nach Einschätzung des Netztechnikgiganten Lucent jährlich um 300 Prozent. "Die Globalisierung der Wirtschaft bewirkt eine ständig steigende Nachfrage nach weltumspannenden Netzen", ist sich der Chef von Alcatels Optics Group, Christian Reinaudo, sicher. Doch während die letzte Meile und Inhaus-Netze meist noch aus Kupferleitungen bestehen, sind die überregionalen Netze, die so genannten Backbones, die Städte sowie Telekommunikationsknoten und Vermittlungsstellen miteinander verbinden, fast nur noch Glasfasernetze. Denn Übertragungen mit Licht sind wesentlich leistungsfähiger als mit elektrischen Leitern. "Überörtliche Weitverkehrsnetze werden künftig rein optische Netze sein", prophezeit daher Reinaudo.

Nach einer Studie des US-Marktforschungsunternehmens Ryan Hankin Kent wollen die Leitungscarrier in den USA allein in diesem Jahr 29,3 Mrd. Dollar in Glasfasertechnologien investieren, in drei Jahren sollen es gar 45 Mrd. Dollar werden.

Global Player auf diesem Markt sind Nortel Networks, Marconi sowie Alcatel und Lucent. Trotz der hohen Nachfrage nach Bandbreiten und Glasfasernetzen ist der Markt von niedrigen Gewinnspannen geprägt, so dass einzelne Unternehmen wie Alcatel und Marconi von zweistelligen Umsatzeinbußen geplagt sind.

Um bereits im Boden verlegten Glasfasern noch mehr Tempo zu entlocken, wird hier die WDM-Technologie (Wavelength Divison Multiplexing) eingesetzt, mit der mehrere optische Signale gleichzeitig über eine Glasfaser übertragen werden können. Jedes der Signale wird dabei mit einer unterschiedlichen Wellenlänge in die Faser eingespeist. Man könnte auch sagen, jedes Signal hat eine andere Farbe. Auf der Empfangsseite brauchen die Signale dann nur noch auf optischem Wege wieder separiert zu werden, ähnlich wie die Trennung der Farben des Sonnenlichtes durch ein Prisma. Während eine bloße Glasfaser früher nur 2,4 Gbit/s übertrug, erhöht sich die Kapazität bei der "Transrapid"-Lösung für den Datenhighway durch WDM und ist heute bei 40 GBits/s angelangt - genug, um eine halbe Million Telefongespräche gleichzeitig zu führen -, ohne mühsam neue Leitungen in die Erde zu vergraben.

Durch Einspeisung von immer mehr Lichtspektren (Farben) entstehen immer leistungsfähigere optische Netze. Wurde auf der letzten Cebit noch eine 1,6-TBit/s-Übertragung vom stellvertretenden Lucent-Chef Ben Verwaayen "als Netz der nächsten Generation" vorgestellt, ist die Technik schon fortgeschritten: Die US-Siemens-Tochter Optishere Networks hat jetzt auf 250 km langen Fiberleitungen des US-Carriers Worldcom eine Datenrate von 3,2 TBit/s übertragen - das bedeutet, dass 41 Millionen ISDN-Gespräche zur gleichen Zeit geführt werden könnten.

Forschern vom japanischen NEC - Konzern gelang es im Herbst vorigen Jahres sogar, auf einer 160 Kilometer langen Strecke 160 verschiedene Lichtwellen mit jeweils 40 GBit/s in einer Faser zu bündeln: Dies bedeutet ein Datenstrom von 6,4 TBit/s - ein neuer Weltrekord. Eine einzige haardünne Glasfaser würde ausreichen, damit jeder Einwohner Deutschlands gleichzeitig, vom Baby bis zum Greis, ein ISDN-Telefongespräch darüber führen könnte.

Wissenschaftler am Massachusetts Institute of Technology (MIT) wie der Physikprofessor John Joannopoulus forschen bereits an photonischen Kristallen, die wie ein perfekter Spiegel wirken. Zu einer hohlen Faser geformt ließen sich 1 000-mal mehr Daten als mit der heutigen Faseroptik übertragen. Inzwischen geht der Trend zu durchgängig rein optischen Netzen. Während bislang an den Nahtstellen zwischen der Lichtleitertechnik und konventioneller Kupfertechnik mittels elektrooptischer Wandler stets eine Umsetzung erforderlich war und die Elektronik den Datenstrom bremste, wurde auf der diesjährigen Cebit erstmals ein rein optisches Vermittlungssystem von Lucent vorgestellt: der LamdaRouter.

Bei dieser neuen "MicroStar"-Technik lenken mikroskopische Spiegel die Lichtsignale ohne Umwandlung in elektrische Signale verzögerungsfrei zwischen den Glasfasern eines Netzes. Auch Konkurrent Alcatel bietet mit "Cross Connect CrossLight" rein optische Kommunikationsnetze, mit denen für den Kunden flexible Datenraten realisiert werden können, was die Übertragungsbandbreite und-kapazität um ein Vielfaches erhöht.

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