Geht es um die schnellstmögliche Übertragungsart, ist Glasfaser die erste Wahl. Doch die Technologie der Lichtwellenleiter hat ihr volles Potential längst noch nicht erreicht. Unerwünschte Abschwächungen und Verzerrungen begrenzen die Reichweite deutlich. Ein Laborversuch zeigt nun einen Lösungsvorschlag für den ungetrübten Langstreckeneinsatz auf.
Die Glasfaser ist die Grundlage der Informationsgesellschaft. Die vielgepriesene Datenautobahn ist ohne die teure Faser undenkbar. Selbst drahtlose Breitbandübertragungsarten wie LTE (Anbindung der Funkmasten) oder VDSL per Kupfer, kommen nicht ohne eine mehr oder weniger große Beimischung aus. Global gesehen hängt der Datenverkehr zwischen den Kontinenten von den Lichtwellen in den fragil wirkenden Tiefseekabeln ab. Doch je länger das Signal unterwegs ist, desto stärker wird das Rauschen. Eine Störung, die durch die konstruktionsbedingte Interaktion von Signal mit Material auftritt.
Die technische Lösung im Detail: phasen-konjugierte Zwillingswellen
Der sogenannte Kerr-Effekt sorgt bisher sowohl für ein Limit bei der erreichbaren Übertragungsperformance, als auch bei der zur Verfügung stehenden Kapazität. Diese Grenzen sollen nun in den zu Alcatel-Lucent gehörenden Bell Labs verschoben worden sein. Das Mittel zum Zweck nennt sich phasen-konjugierte Zwillingswelle. Einfach gesagt wird das gleiche Signal zweimal auf die Reise geschickt, allerdings leicht versetzt. Am Zielpunkt werden die beiden Signale wieder deckend übereinandergelegt und so die aufgetretenen Dissonanzen offenbart. Jeder der Zwillinge erzeugt nämlich unterwegs unterschiedliche Störungen, am Ende bleibt nur das gewünschte Signal übereinstimmend. Diese effektive Filterung könnte den Einsatz von Signalverstärkern (von zuhause bisweilen als Repeater bekannt) und Signalkorrektoren spürbar verändern.
Wer hat die längste Leitung? Einmal um die Welt und wieder komplett ankommen
Der Beweis für den erfolgreichen Einsatz der Theorie wurde im Labor praktisch erbracht. Dabei wurde, bezogen auf die Entfernung, eine Erdumrundung am Äquator simuliert. Ein Signal mit 400 GB/s^-1 konnte noch nach 12.800 Kilometern erfolgreich extrahiert werden. Alles in allem kann die nichtlineare Verzerrung um > 8.5 dB reduziert werden. Das Forscherteam geht von einem Nutzen der Erkenntnisse über den eigenen Fachbereich hinaus aus. Das Konzept der phasen-konjugierten Zwillingswellen zur Unterdrückung nichtlinearer Interaktionen, könne sich als förderlich für andere physikalische Systeme erweisen, die von der nichtlinearen Schrödingergleichung beherrscht werden.
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