Mehr Power für Glasfasernetze

Anwendungen wie autonomes Fahren, 6G-Mobilfunk oder auch Quantenkommunikation bringen Glasfasernetze an ihre Leistungsgrenze. Fraunhofer-Forscher haben gemeinsam mit Partnern die Datenübertragung mit cleveren Tricks optimiert. Optische Schalter mit Flüssigkristallspiegeln verkleinern die Datenpakete, sodass mehr Daten durchs Netz gehen. Die Aufteilung der Signale auf verschiedene Faserstränge schafft zudem mehr Flexibilität.
Projekt WESORAM: Der Flüssigkristallspiegel splittet die Frequenzen der Datensignale auf und verteilt die Signale flexibel auf verschiedene Ausgangsleitungen.
Glasfaserkabel transportieren Signale annähernd in Lichtgeschwindigkeit und können auch große Datenmengen sehr schnell übertragen. Doch für Zukunftstechnologien sind herkömmliche faseroptische Systeme nicht mehr leistungsstark genug. In den Projekten WESORAM und Multi-Cap arbeitete das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena gemeinsam mit Partnern daran, die Glasfasernetze fit für morgen zu machen.
Heute schon nutzen Glasfasernetze Techniken wie das Wellenlängenmultiplexverfahren. Dabei wird Licht, das als Träger für den Datenstrom fungiert, mithilfe eines optischen Schalters in mehrere Frequenzen gesplittet. Ein spektrometrisches Gitter teilt das Signal in verschiedene Wellenlängen und schickt diese an einen Flüssigkristallspiegel (LCoS, Liquid Crystal on Silicon). Der leitet die Signale an die Ausgangsfaser weiter, so können in jeder Faser mehrere Datenströme transportiert werden. Das Verfahren ist jedoch nur in einem begrenzten Frequenzspektrum nutzbar.
„In unserem Projekt ist es gelungen, die Signale von acht Eingangskanälen beliebig auf 16 Ausgangskanäle zu schicken. Durch diese Kreuzverschaltung steigt die Kapazität der Netze, denn das Senden und Weiterleiten der Datenströme ist viel flexibler. Das ist besonders nützlich, wenn die Daten über längere Strecken, etwa zwischen Städten, geschickt werden“, sagt Dr. Steffen Trautmann, Projektleiter und Experte für optische Systeme.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass insgesamt weniger optische Schalter für das Glasfasernetz benötigt werden. Dadurch sinken die Kosten bei der Installation und im laufenden Betrieb.
Fraunhofer IOF
Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena betreibt anwendungsorientierte Forschung auf dem Gebiet der Photonik und entwickelt innovative optische Systeme zur Kontrolle von Licht – von der Erzeugung und Manipulation bis hin zu dessen Anwendung. Das Leistungsangebot des Instituts umfasst die gesamte photonische Prozesskette vom opto-mechanischen und opto-elektronischen Systemdesign bis zur Herstellung von kundenspezifischen Lösungen und Prototypen. Am Fraunhofer IOF erarbeiten rund 500 Mitarbeiter das jährliche Forschungsvolumen von 40 Millionen Euro.

iof.fraunhofer.de
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