In einer Welt, in der Zukunftstechnologien wie autonomes Fahren, 6G-Mobilfunk und Quantenkommunikation zunehmend an Bedeutung gewinnen, steigt die Nachfrage nach leistungsfähigeren Glasfasernetzen rasant an. Zwei wegweisende Projekte des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena, WESORAM und Multi-Cap, setzen genau hier an und arbeiten an Lösungen, um die Kapazität und Flexibilität der bestehenden Netze signifikant zu erhöhen. Diese innovativen Ansätze bieten Potenzial, um den wachsenden Anforderungen gerecht zu werden und die Basis für kommende technologische Fortschritte zu schaffen.
Weiterentwicklung optischer Schalter mit Flüssigkristallspiegeln
Ein Schlüsselprojekt, das maßgeblich dazu beiträgt, die Leistungsfähigkeit von Glasfasernetzen zu steigern, ist WESORAM. Dieses Projekt fokussiert sich auf die Weiterentwicklung optischer Schalter mit Flüssigkristallspiegeln (LCoS), die es ermöglichen, die Signale innerhalb der Netze effizienter zu verwalten. Aktuell wird das Wellenlängenmultiplexverfahren verwendet, bei dem Licht in mehrere Frequenzen aufgeteilt wird, um verschiedene Datenströme parallel zu transportieren. Die Forscher des Fraunhofer IOF haben diesen Ansatz verfeinert und flexibilisiert, sodass eine einzelne Lichtfrequenz in mehrere Fasern geleitet werden kann. Damit wird das herkömmliche Verfahren zu einem Raummultiplexverfahren erweitert, das die Kapazität der Netze beträchtlich erhöht.
Diese Methode erlaubt es, Signale von acht Eingangskanälen auf 16 Ausgangskanäle zu verteilen, was die Flexibilität und Kapazität der Netzwerke beträchtlich steigert. Besonders für längere Übertragungsstrecken ist dieser Ansatz von immensem Vorteil, da er den Datendurchsatz erhöht und gleichzeitig die Komplexität der Infrastruktur reduziert. Durch die Aufteilung der Frequenzen auf verschiedene Fasern können die Netze besser an die spezifischen Anforderungen angepasst werden, was eine effizientere Nutzung der vorhandenen Ressourcen ermöglicht. Die Weiterentwicklung der optischen Schalter stellt also einen entscheidenden Schritt dar, um Glasfasernetze für die Herausforderungen der Zukunft zu wappnen.
Steigerung der spektralen Auflösung und Mehrkernfasern
Ein weiterer bedeutender Aspekt des Projekts WESORAM ist die Erhöhung der spektralen Auflösung. Durch ein neu entwickeltes Gitter konnte eine Auflösung von bis zu 25 GHz erreicht werden, was im Vergleich zur aktuellen Technik mit 100 GHz eine erhebliche Verbesserung darstellt. Diese höhere Auflösung führt dazu, dass die Lichtfrequenzen schmalbandiger werden, wodurch die Datenpakete kleiner und die Anzahl der gleichzeitig übertragbaren Datenpakete größer wird. Der Datendurchsatz wird dadurch signifikant erhöht, was die Effizienz der Netzwerke weiter steigert.
Das Projekt Multi-Cap ergänzt die Bemühungen von WESORAM, indem es die Zahl der Kanäle für parallele Datenübertragungen erhöht. Hierbei kommen innovative Mehrkernfasern zum Einsatz, die mehrere Signalkerne enthalten und somit wesentlich mehr Daten kanalisieren können, ohne dabei die physische Dicke der Fasern nennenswert zu erhöhen. Das Fraunhofer IOF hat spezielle Signalverstärker für diese Mehrkernfasern entwickelt, die bis zu zwölf Kanäle gleichzeitig bedienen können. Diese Verstärker bieten eine Verstärkung von mehr als 20 dB pro Kanal, was eine höhere Energieeffizienz und eine bessere Nutzung der Ressourcen gewährleistet.
Zukunftsfähige Glasfasernetze durch innovative Technologien
In der heutigen Zeit, in der innovative Technologien wie autonomes Fahren, 6G-Mobilfunk und Quantenkommunikation zunehmend an Bedeutung gewinnen, nimmt die Nachfrage nach leistungsfähigeren Glasfasernetzen rapide zu. Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena widmet sich mit seinen Projekten WESORAM und Multi-Cap genau dieser Herausforderung. Diese Initiativen fokussieren sich darauf, die Kapazität und Flexibilität bestehender Netzwerke erheblich zu steigern. Mittels fortschrittlicher Ansätze und Technologien zielen die Projekte darauf ab, den wachsenden Anforderungen gerecht zu werden und die Grundlage für zukünftige technologische Entwicklungen zu legen. Die innovativen Lösungen, die hierbei entwickelt werden, könnten unser Verständnis und unsere Nutzung moderner Kommunikationsnetze revolutionieren. Im Ergebnis schaffen diese Projekte nicht nur die Voraussetzung für kommende Fortschritte, sondern tragen auch dazu bei, dass sich die Infrastruktur zukunftssicher weiterentwickelt.
