Mikromechanische Spiegel leiten Daten durch die Glasfaser
Informationen blitzschnell übertragen

Forscher wollen Daten mit Mikrospiegeln und Kristallen in Form von Licht durch das Glasfasernetz transportieren. Die Übertragung wird dadurch um ein Vielfaches schneller. Erste Tests stimmen zuversichtlich.

DÜSSELDORF. Seit wenigen Wochen ist es so weit. Der Telekommunikationskonzern Global Crossing, Bermuda, überträgt in seinem Glasfasernetz auf der Strecke zwischen Brüssel und Antwerpen Daten in Form von Licht. Der optische Schalter wurde von Netzwerkspezialist Lucent, Murray Hill, geliefert. 256 mikromechanische Spiegel sind hier auf einem Siliziumplättchen von gerade mal sechs Quadratzentimeter Fläche untergebracht. Diese leiten Lichtimpulse aus 16 eingehenden Glasfasern auf 16 frei wählbare Ausgänge weiter. Der Clou: Das Licht muss bei einem Schaltvorgang nicht - wie ansonsten üblich - zuerst in Elektrizität und dann wieder zurück in Licht umgewandelt werden. Das spart Zeit und erhöht damit die Übertragungsrate (Bandbreite).

Zwar sind Licht und elektrischer Strom in Glasfasern ungefähr gleich schnell. Und die Positionierung der Spiegel für die Übertragung der Lichtstrahlen ist sehr zeitaufwendig, wie Ulrich Hofman vom Fraunhofer für Siliziumtechnologie-Institut einräumt. (Er arbeitet an einem ähnlichen Projekt.) "Doch, wenn der Spiegel einmal umgeklappt ist, ist die ganze Arbeit erledigt. Und man kann sich die ständige Umwandlung in elektrische Impulse und zurück sparen."

Überhaupt wird die Elektronik mehr und mehr zur Bremse in der Kommunikationstechnik. Während die Leistung bei optischen Netzkomponenten jährlich verdoppelt wird, hinkt die Elektronik hinterher. Bei integrierten elektronischen Schaltkreisen wird die Leistung nur alle anderthalb Jahre verdoppelt - so die einfache Faustregel.

An der Entwicklung der optischen Komponenten wird weltweit gearbeitet - auch in Deutschland. So versuchen Forscher am Fraunhofer für Siliziumtechnologie-Institut in Itzehoe die Mikrospiegel zu perfektionieren. Mit im Boot ist auch ein Industrieunternehmen, dessen Name geheim gehalten wird. Die Spiegel aus Itzehoe sind beweglicher als die des Schalters von Lucent. "Lucent hat lange Zeit in die falsche Richtung geforscht", kritisiert FhG-Projektleiter Hofman den Pionier aus den USA.

Die Lucent-Spiegel kennen nur zwei Positionen: aus- und eingeklappt. Jeder Spiegel kann das Licht aus einer bestimmten eingehenden Faser lediglich auf eine bestimmte ausgehende Faser umleiten. Die Zahl der benötigten Spiegel steigt demnach quadratisch mit der Zahl der Anschlüsse. Bei jeweils 16 Aus- und Eingängen ergibt das eine Matrix von 256 Mikrospiegeln. Die Spiegel können in verschiedenen Positionen einrasten. Jeder ist daher in der Lage, jeden Ausgang zu bedienen. Das hat den Vorteil, dass die Technik mit deutlich weniger Spiegeln auskommt.

Noch etwas eleganter arbeitet ein Switch, mit dem sich Agilent, Palo Alto, kurz nach dem Spin-off von der Konzernmutter Hewlett-Packard erstmalig Publizität verschafft hat. Die "Champagne" genannte Technik schaltet mit Luftblasen. Die Glasfasern sind gitterförmig angeordnet. An den Kreuzungspunkten wird das Licht von winzigen Mengen einer Flüssigkeit übertragen, die dieselbe optische Dichte hat wie das Glasfasermaterial. - Der Lichtstrahl kann die Gitterpunkte ohne Ablenkung passieren. Soll der Strahl auf eine kreuzende Glasfaser umgelenkt werden, dann wird die Flüssigkeit durch Luft verdrängt und die Luftblase leitet das Licht in den abzweigenden Wellenleiter.

Gänzlich ohne Mechanik kommt die Elektroholographie aus. Führend auf dem Gebiet ist Trellis Photonics aus dem US-Bundesstaat Maryland. Hier wird das Licht von Kristallen in unterschiedlichen Frequenzen abgelenkt. Die Elektroholographie gilt als der zukunftsträchtigste Ansatz. Die Kristalle schalten bis zu 10 000-mal schneller als die alternative Techniken.

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