Richtungsweisende moderne Glasfasertechnologien für das Internet der nächsten Generation
Forscher des von der EU finanzierten Projekts MODE-GAP (Multi-mode capacity enhancement with PBG fibre) entwickeln und testen moderne Glasfasertechnologien, um die Kapazität des Internets zu erhöhen. Ihre Arbeit könnte die Grundlage für die Hochleistungszugangsnetze bieten, die benötigt werden, um neue Anwendungen, wie hochauflösendes Fernsehen, interaktive Spiele und Video-on-Demand den Abonnenten direkt über Glasfaser zugänglich zu machen. Moderne Telekommunikationsnetze nutzen Single-Mode-Faser (SMF) für die Signalübertragung. Mit diesen Glasfasern steht jetzt eine enorme Bandbreite zur Verfügung, was die jüngste Explosion von Breitbandkommunikationen ermöglicht hat. Aber SMF besitzen eine physikalische Obergrenze, über die hinaus keine weiteren Informationen mehr durch einen Lichtstrahl transportiert werden können. Und da die Breitbandnachfrage offensichtlich auch weiterhin ansteigen wird, kommt irgendwann der Zeitpunkt, an dem selbst die Kapazität von SMF nicht mehr ausreicht. Dann wird es immer schwieriger, mit der erforderlichen Geschwindigkeit auf Internetdienste zuzugreifen. MODE-GAP-Koordinator Ian Giles von der Universität Southampton zufolge, will das Projektteam das Problem lösen, indem es die Verwendung von Few-Mode-Fasern (FMF) untersuchte, bei denen in den einzelnen Fasern zusätzliche Lichtwege vorhanden sind. "Betrachtet man das Problem der Kapazitätsbeschränkungen von SMF, könnte eine einfache Lösung darin bestehen, die Anzahl der Fasern im Netz zu erhöhen, wodurch jedoch wieder höhere Kosten verursacht und mehr Energie verbraucht werden", sagt er. Er fügt hinzu: "Diese Wege oder Modi sind im Wesentlichen unabhängig, sodass über jeden einzelnen Modus unterschiedliche Informationen transportiert werden können. Die Fasern verwenden eine Art 'Raummultiplexverfahren', bei dem die räumliche Dimension für die Erhöhung der Übertragungskapazität genutzt wird." Neben der Untersuchung von FMF mit Vollkern erforschte das MODE-GAP-Team die Anwendung neuartiger photonischer Kristallfasern mit Hohlkern (HC-PBGF), die noch mehr Kapazität bieten könnten. Außerdem zieht das Team die Verwendung eines neuen Wellenlängenbereichs zur Erhöhung der Kapazität in Erwägung. Obwohl die Forschungsarbeiten noch andauern, konnte das Projektteam Gilles zufolge bereits hervorragende Ergebnisse erzielen. "Für beide Faserarten konnten wir eine Übertragungskapazität nachweisen, die sechs Mal größer ist als die, die gegenwärtig mit SMF erreicht werden kann", sagt er. "Dieses aussagekräftige Übertagungsergebnis wird durch die Entwicklung von Komponenten und Subsystemen für den Aufbau eines Netzes mitgetragen. Das Projekt konnte in vielen der unterstützenden Bereiche weltweit führende Ergebnisse erzielen." Giles glaubt, dass das Projekt mehr als die Arbeit der einzelnen Forscher zusammengenommen erreicht habe. "Mit Projekten dieser Art und MODE-GAP im Besonderen wäre es für jedes unabhängige Land schwierig die breite Basis der Kompetenz und das Investment zu nutzen, das für ein positives Ergebnis innerhalb eines begrenzten Zeitrahmens erforderlich ist", sagt er. "Die Finanzierung von Verbundforschung wie dieser durch die EU ermöglicht es einer Gruppe europäischer Experten, gemeinsam an sehr spezifischen Problemen zu arbeiten." Er fügt hinzu, dass in der Zwischenzeit die Verwertung der von MODE-GAP durchgeführten Arbeiten besondere Bedeutung zukomme: "Auf Komponentenebene gab es bereits mehrere Nebenprodukte. Die Projektziele werden erfüllt und aus Systemperspektive werden die Ergebnisse eine solide Grundlage für die künftige Produktentwicklung darstellen." Für Giles und andere MODE-GAP-Forscher ist die potenzielle "Kapazitätskrise" beim Breitband, der sie vorbeugen wollen, ein globales Problem, von dem jeder, der das Internet nutzt betroffen sein könnte. "Eine Lösung des Problems wird jedem nutzen", sagt er. Jim Somers, CEO der Eblana Photonics Ltd., einem irischen KMU-Projektpartner erklärt, dass das Projekt danach strebt, die Daten- und Sprachmengen, die über Telekommunikationsnetze übertragen werden können, zu verhundertfachen. Außerdem sagt er, dass Eblana Photonics im Rahmen des Projekts jetzt Laserkomponenten der nächsten Generation entwickelt hat, die in diesen Systemen verwendet werden. Sommers sagt: "Eblana ist eines der wenigen Unternehmen in der Welt, das derartige Laser entwickeln und produzieren kann. Durch dieses Projekt konnten wir unser Portfolio um mehrere neue Produkte erweitern, die wiederum eine wichtige Rolle bei der Festigung unseres Unternehmens auf dem industriellen Markt gespielt und dazu beigetragen haben, dass wir unsere Umsatz- und Beschäftigungszahlen in den letzten drei Jahren steigern konnten." MODE-GAP erhielt EU-Fördermitteln in Höhe von 8,4 Mio. EUR und läuft noch bis September 2014.Weitere Informationen sind abrufbar unter: MODE-GAP http://modegap.eu/(öffnet in neuem Fenster) Projektdatenblatt University of Southampton http://www.southampton.ac.uk/(öffnet in neuem Fenster)
Länder
Vereinigtes Königreich