Optische Datenübertragung
Internet für alle mit dem Lichtfänger

Forscher des Connectivity Lab von Facebook haben einen Lichtfänger zur Datenübertragung vorgestellt. Mit Übertragungsraten von bis zu zehn Gigabit pro Sekunde soll der Detektor das Internet in entlegene Regionen bringen.

HeidelbergGrünlich leuchtet der Detektor aus Glasfasern, seine Form erinnert an einen Heißluftballon. Über seine 126 Quadratzentimeter messende Oberfläche sollen sich erstaunliche Datenmengen auffangen lassen, übertragen von Lasern. Mit diesem neuartigen Detektor wollen Forscher des Connectivity Lab von Facebook dem Ziel von Mark Zuckerberg näher kommen – einer Internetverbindung selbst für die einsamsten Flecken der Erde.

2013 rief das soziale Netzwerk dazu das Projekt Internet.org ins Leben. Mit dem Ballondetektor stellt es nun eine echte Innovation vor. Anders als bisher über Glasfaserkabel oder drahtlose Netzwerke, die auf elektromagnetischen Signalen beruhen, soll Licht die Informationen durch die Luft transportieren. Das wäre insbesondere für Gebiete interessant, in denen Menschen ohne Internetzugang leben, schreiben Thibault Peyronel und Tobias Tiecke, zwei der Forscher, auf der Seite des Unternehmens.

Fotodetektoren müssen klein sein, um eine hohe Datenmengen übertragen zu können. Für Gigabit-Raten darf der Detektor lediglich einen Quadratmillimeter messen. Je kleiner er jedoch wird, desto schwerer ist es für den die Daten tragenden Laserstrahl, ihn zu treffen.

Außerdem weitet sich auch ein Laserstrahl auf, wenn er über große Strecken wandert. Tiecke und seine Kollegen haben deshalb einen Lichtfänger aus Glasfasern entwickelt, der den Laserstrahl fast aus jeder Richtung ohne Datenverlust einfangen soll. Dafür formten sie die Glasfasern zu einem Ballon und füllten sie mit einem Farbstoff.

Größere Helligkeit durch Farbwechsel

Der Farbstoff verwandelt die blaue Laserstrahlung, die die Daten überträgt, in grünes Licht, das ein kleiner, schneller Fotodetektor im Inneren auswertet. Dank dieses Farbwechsels lässt sich Licht mit einer größeren Helligkeit und damit über weitere Strecken übertragen. Die Forscher schreiben von einigen Kilometern.

Die Umwandlung von Blau zu Grün soll nur zwei Nanosekunden dauern. Zudem setzten die Forscher ein Signalmodulationsverfahren ein, mit dem sich auf verschiedenen Lichtfrequenzen Daten parallel übermitteln lassen. Auf diese Weise ist es ihnen gelungen, Datenraten von zwei Gigabit pro Sekunde zu erzielen – eine Geschwindigkeit, bei der das Internet problemlos genutzt werden kann.

Mit einem Infrarotlaser ließen sich sogar zehn Gigabit pro Sekunde auf diese Weise verschicken, schreiben Tiecke und Kollegen. Nun hoffen sie auch auf andere Forscher, die das Material für den neuen Detektor optimieren. Bisher griffen die Facebook-Leute nämlich auf kommerzielles Material zurück, das aus der Hochenergiephysik stammt und eigentlich gar nicht für Datenübertragungen gedacht ist.

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