Optischer Schalter erhöht Kapazität von Glasfasernetzen

Siemens hat optische Schalter für Glasfasernetze entwickelt und erstmals unter Realbedingungen erfolgreich getestet. Die Technik, die in Zusammenarbeit mit der TU Eindhoven und der British Telecom erarbeitet wurde, kann die Kosten für künftige optische Netze deutlich senken und damit das Wachstum des internationalen Datenverkehrs fördern. Allein in den USA hat der Internetverkehr eine Wachstumsrate von 400 Prozent im Jahr. Insbesondere Videokonferenzen oder der Download von Musikdateien verlangen nach hohen Übertragungskapazitäten. Gleichzeitig benutzen immer mehr Anwender einen schnellen Breitbandzugang zum Internet wie DSL. Selbst modernste Glasfaser-Verbindungen werden für die Datenflut bald nicht mehr ausreichen. Die Übertragungskapazität der Netze wird bislang von der Leistungsfähigkeit der Schaltknoten begrenzt, die – ähnlich wie ein Weichenstellwerk – einzelne Informationen zu den jeweiligen Bestimmungsorten umleiten. Heute werden dafür elektrisch-mechanische Spiegel verwendet, deren Reaktionszeit jedoch nicht mehr weiter gesteigert werden kann.

Das heutige Glasfasernetz hat eine theoretische Übertragungsgeschwindigkeit von 1,60 Billionen Bits (1,60 Terabit) pro Sekunde. Dabei werden die Informationen auf maximal 160 verschiedenen Lichtwellenlängen mit je zehn Gigabit pro Sekunde verteilt. An den Knotenpunkten, wo die Daten in unterschiedliche Richtungen gelenkt werden, müssen sie von Schaltern entflochten werden. Die Siemens-Forscher aus München mit ihren Partnern haben nun in einem Feldversuch die Datenmenge von bisher 16 Wellenlängen in einer einzigen gebündelt. Mit den neu entwickelten optischen Schaltern können zusammengehörige Bits trotz der höheren Datendichte präzise ausgelesen werden, weil der Schalter eine Zugriffszeit von nur 6,25 Pikosekunden (10-12 Sekunden) hat. Bei der Technik werden die Bits mit einem Laserimpuls markiert, anschließend herausgefiltert und umgelenkt. Damit erhöht sich die Kapazität einer Wellenlänge um den Faktor 16, so dass bei gleicher Übertragungskapazität die Anzahl der Laser verringert werden kann.

Aufgrund seiner herausragenden Bedeutung für die Telekommunikation der Zukunft wird das Projekt FASHION (Ultra Fast Switching in High-Speed OTDM Networks) von der EU gefördert. Obwohl die optischen Schalter auf der 70 Kilometer langen Teststrecke zwischen den englischen Städten Ipswich und Newmarket fehlerfrei arbeiteten, wird es noch mehrere Jahre dauern, bis das Produkt serienreif ist.