Mehr Leistung in der Glasfaser: US-Forscher haben eine Methode entwickelt, die die Kapazität und Reichweite von Datensignalen in optischen Leitern deutlich erhöhen könnte. Ein Frequenzkamm beeinflusst dabei die bisher limitierenden Kerr-Verzerrungen so, dass sie leichter wieder herausgerechnet werden können, wie die Forscher im Fachmagazin „Science“ berichten. Im Experiment konnte dadurch selbst ein 20-fach stärkeres Signal über mehr als 1.000 Kilometer gesendet und problemlos gelesen werden.
Der Datenverkehr im globalen Glasfasernetz wächst rasant, allein seit dem Jahr 2000 hat er um 60 Prozent zugenommen. Doch die Kapazität lässt sich nicht ohne weiteres steigern: „Die heutigen Glasfasersysteme sind wie Treibsand: Je mehr man rumzappelt, desto schneller sinkt man. Bei Glasfasern bedeutet dies; Je mehr Energie man reingibt, desto mehr Verzerrungen bekommt man“, erklärt Nikola Alic von der University of California in San Diego.
Gestörte Signale
Dieser sogenannte Kerr-Effekt entsteht, weil die elektromagnetischen Wellen der optischen Signale mit den Siliziumatomen des Glasleiters wechselwirken. Dies erzeugt Störungen, die die nachfolgenden Wellen verzerren. Der Effekt ist dann besonders ausgeprägt, wenn die Frequenz der einzelnen Lasersignale im Leiter leicht schwankt, doch Fluktuationen um wenige hundertstel Prozent lassen sich normalerweise kaum vermeiden.
Um die Kerr-Verzerrungen möglichst gering zu halten, werden heute alle rund 1.000 Kilometer sogenannte Repeater in die Glasfasernetze eingebaut. Sie wandeln die optischen Signale in elektrische um, rechnen die bisher aufgetretenen Verzerrungen heraus und schicken das so bereinigte Signal als Laserpuls weiter in die Glasfaser. Das Problem daran: Diese Repeater verursachen 80 Prozent der Kosten und machen das Verlegen neuer Leitungen extrem teuer.
