Experten arbeiten ständig daran, die Glasfasertechnik zu verbessern und Wege zu finden, um Glasfasernetzwerke noch schneller zu machen. Es gibt eine Vielzahl von Faktoren, von denen die Geschwindigkeit der Datenübertragung in einem Glasfasernetz abhängt. Experten haben nun herausgefunden, dass möglicherweise auch die Form der Glasfaserkabel Einfluss auf die Übertragungsgeschwindigkeit hat. In diesem Artikel erzählen wir dir alles darüber!
Quadratische Glasfaserkabel statt runder?
Optische Fasern, auch Glasfasern genannt, ermöglichen das schnelle Internet, an das wir uns heute weltweit gewöhnt haben. Die Nachfrage nach schnellerer und effizienterer Datenübertragung steigt stetig, insbesondere mit dem Aufkommen der künstlichen Intelligenz. Deshalb suchen Wissenschaftler und Forscher weiterhin nach Innovationen und Möglichkeiten, die Glasfasertechnologie zu optimieren und noch schneller zu machen. In einer aktuellen Studie haben Experten der Universität von Iowa herausgefunden, dass eine alternative Fasergeometrie die Übertragungsgeschwindigkeit von Informationen verbessern kann. In dieser Studie ging es um rechteckige Fasern anstelle des traditionellen kreisförmigen Querschnitts. Diese Erkenntnisse können nicht nur die Telekommunikation verbessern, sondern auch den aufstrebenden Bereich des photonischen Quantencomputings.
Der Unterschied zwischen optischer Kommunikation und anderen Methoden
Bei der optischen Kommunikation wird Licht genutzt, das durch transparente Fasern wandert, um Informationen zu übertragen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Kommunikationsmethoden, die auf elektrische Signale oder Funkwellen setzen. Die Glasfasertechnik bietet gegenüber herkömmlichen Kommunikationsmethoden eine Reihe großer Vorteile:
- Optische Signale verlieren bei der Weiterleitung kaum an Geschwindigkeit;
- Die Datenübertragungsraten erreichen manchmal mehrere hundert Gigabyte pro Sekunde;
- Ein Glasfasernetz kann so gut wie nicht gehackt werden.
Vor allem bei Multimode-Fasern zeigen sich diese Vorteile deutlich. Bei Multimode-Fasern sorgen mehrere Lichtwege, sogenannte Moden, dafür, dass mehrere Signale gleichzeitig übertragen werden können. Allerdings bringen auch Multimode-Fasern eine Reihe von Herausforderungen mit sich.
Die Herausforderungen von Multimode-Glasfasern
Welche Herausforderungen bringen Multimode-Fasern mit sich? Eine dieser Herausforderungen ist die Signalverzerrung. Licht, das verschiedene Wege zurücklegt, trifft nicht immer gleichzeitig oder an derselben Position am Kabelausgang an. Dieses Problem wird manchmal noch etwas komplexer, da optische Signale aus mehreren Wellenlängen bestehen, die sich jeweils mit einer etwas anderen Geschwindigkeit bewegen und einzigartige Pfade verfolgen. Dadurch kann die Ausgabe verzerrt erscheinen und in manchen Fällen auch tatsächlich verzerrt sein. Dies ist eine Herausforderung, an der Experten derzeit intensiv forschen. Es sind Strategien erforderlich, um die Korrelationen zwischen den Wellen unterschiedlicher Frequenzen, aus denen das Signal besteht, zu verbessern.
Kann eine Anpassung der Form von Glasfaserkabeln Abhilfe schaffen?
Derzeit verwenden wir für die meisten optischen Fasern einen kreisförmigen Kern. Der Grund dafür ist, dass diese Form die Herstellung der Fasern vereinfacht. Außerdem erleichtert diese Form die Ausrichtung der Fasern mit Steckverbindern und anderen optischen Komponenten. Nun zeigen Untersuchungen jedoch, dass andere Formen zahlreiche Vorteile mit sich bringen. In einer Studie, die in „Advanced Photonics Research“ veröffentlicht wurde, untersuchten Experten, wie sich Licht durch submillimetergroße Fasern mit rundem und rechteckigem Querschnitt ausbreitet. Auf diese Weise wollten die Forscher prüfen, ob eine andere Form die Frequenzkorrelationen verbessern kann.
Wie lautet das Fazit?
Sie untersuchten, wie sich Laserimpulse, die aus mehreren Wellenlängen bestehen, durch verschiedene Faserformen ausbreiten. Die Ergebnisse zeigten, dass rechteckige Fasern verschiedene Vorteile mit sich brachten, obwohl ihre Herstellung aufwendiger ist. Die Ergebnisse der Studie legen nahe, dass optische Fasern mit rechteckigem Querschnitt die Kapazität optischer Kommunikationskanäle im Vergleich zu optischen Fasern mit kreisförmigem Querschnitt um etwa 20 % verbessern könnten. Das ist eine beachtliche Steigerung!