319 Tb/s: Japanische Forscher erreichen Rekordgeschwindigkeit im Internet

Ingenieure haben Projektergebnisse veröffentlicht, wonach sie über Glasfaser die bisherige höchste Übertragungsgeschwindigkeit mehr als verdoppeln konnten.

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  • Stefan Krempl

Japanische Wissenschaftler haben nach eigenen Angaben den Weltrekord für die schnellste Internetgeschwindigkeit deutlich gebrochen und eine maximale Datenübertragungsrate von 319 Terabit pro Sekunde (Tb/s) erreicht. Die neue Höchstleistung haben sie demnach auf einer Glasfaserstrecke von über 3000 Kilometern Länge in Echtzeit aufgestellt. Das Transferverfahren soll prinzipiell kompatibel mit der gängigen Glasfaserinfrastruktur sein.

Die Experten vom NICT (National Institute of Information and Communications Technolog) haben ihre Ergebnisse, über die das Fachportal "Interesting Engineering" nun berichtet, auf der Intern ational Conference on Optical Fiber Communications im Juni vorgestellt. Die sehr hohe Übertragungsgeschwindigkeit übertrifft demnach den 2020 aufgestellten bisherigen Rekord in Höhe von 178 Tb/s um fast das Doppelte. Sie ist zudem siebenmal so schnell wie die einstige langjährig gehaltene Höchstleistung von 44,2 Tb/s, die mit einem experimentellen photonischen Chip aufgestellt wurde.

Zum Vergleich: Die NASA arbeitet derzeit in der Spitze mit einer maximalen Übertragungsrate von 400 Gb/s. Normalen Verbraucher stehen aktuell für Internetverbindungen zuhause in Ländern wie den USA maximal 10 Gb/s über Glasfaser zur Verfügung. Hierzulande sind laut dem aktuellen Breitbandatlas in städtischen Regionen deutschlandweit im Durchschnitt Anschlüsse mit 1 Gb/s in 77 Prozent der Haushalte verfügbar, im ländlichen Raum nur in 20 Prozent.

Das Forschungsteam verwendete anstelle des herkömmlichen Standardkerns des Strangs vier Kerne in Form spezieller Glasröhren innerhalb der Fasern, die die Daten übertragen. Die Signale werden dann in mehrere Wellenlängen aufgeteilt, die gleichzeitig gesendet werden. Dabei kam als Transfertechnik das sogenannte Wavelength Division Multiplexing (WDM) zum Tragen. Um mehr Daten übertragen zu können, nutzten die Ingenieure zudem ein bisher selten verwendetes drittes "Band" und verlängerten die Strecke durch mehrere andere optische Verstärkungstechniken.

Das neue System beginnt seinen Übertragungsprozess laut dem Bericht mit einem 552-Kanal-Kammlaser, der bei verschiedenen Wellenlängen quasi abgefeuert wird. Dieser durchquert dann eine duale Polarisationsmodulation, wobei einige Wellenlängen anderen gegenüber bevorzugt werden, um mehrere Signalsequenzen zu erzeugen. Von denen wird wiederum jede einzelne durch einen der vier Kerne innerhalb der optischen Faser geleitet.

Daten, die über dieses System übertragen werden, bewegen sich zunächst durch 70 km Glasfaser. Dann treffen sie auf optische Verstärker, um das Signal für den weiteren langen Weg zu verstärken. Dazu kommt noch ein weiterer komplexer Ansatz: Das Signal durchläuft ferner zwei neuartige Faserverstärker, von denen einer mit Thulium, der andere mit Erbium dotiert ist. Derart beschleunigt setzt es seinen Weg mithilfe eines konventionellen, als Raman bekannten Verstärkungsprozesses fort.

Danach werden die Sequenzen in ein weiteres Glasfasersegment geschickt. Der gesamte Prozess wiederholt sich hier, sodass die Wissenschaftler letztlich Daten über die enorme Distanz von 3001 Kilometer senden konnten. Entscheidend ist dabei laut dem Ingenieursmagazin, dass die neuartige gekoppelte Multicore-Lichtleitfaser den gleichen Durchmesser wie eine herkömmliche Ein-Kern-Faser besitzt. Sie wird dabei zusätzlich von einem schützenden Mantel umklammert.

Die Integration des gezeigten Verfahrens in die bestehende Infrastruktur scheint laut den Bericht so weitaus einfacher durchführbar zu sein als die Entwicklung anderer technologischer Überarbeitungen bestehender Informations- und Kommunikationssysteme. Absehbar sei so ein Zeitalter, in dem das aus den vergangenen 20 Jahren bekannte Internet sehr alt aussehe, was die Signalgeschwindigkeit und den Datentransfer angehe.

(tiw)