Digitaler Lichtblick
Mithilfe des Lichts können Wissenschafter immer größere Datenmengen übertragen
Unglaubliche 10 Billiarden Bits pro Sekunde können bald schon über eine Glasfaser, so dünn wie ein Haar, flitzen. Um dies zu ermöglichen, bedient man sich in der optischen Telekommunikationsforschung des Lichts mit all seinen physikalischen Dimensionen, wie etwa Intensität, Phase oder Frequenz. „ Diese Übertragungskapazitäten erscheinen auf den ersten Blick immens, doch in den Datenzentren dieser Welt geht es heiß her. Multimedia, soziale Netze oder die Vernetzungen von Geräten und Maschinen erzeugen immer größere Datenmengen, die übertragen werden müssen“, so Dr. Bernhard Schrenk, Photonik- Experte am AIT Austrian Institute of Technology in Wien. Genau dieser Datentsunami errege bei den Forschern Besorgnis. Denn das Datenwachstum übersteigt bald die aktuelle Transportkapazität um das Dreifache. „ Es ist wie im Morgenverkehr auf der Wiener Südosttangente. Nur dass beim Stau auf den Datenhighways des Internets ein globaler digitaler Stillstand droht“, erklärt Schrenk.
Deshalb entwickeln die Forscher am AIT neue, bisher technologisch noch nicht beherrschbare Ansätze der „ kohärenten“optischen Kommunikation. „ Damit lassen sich unabhängige optische Signale präzise aufeinander abstimmen, um stets auf derselben Wellenlänge, das heißt kohärent, zu sein“, so Schrenk. Das ermögliche die Übertragung gigantischer Datenmengen. „ Der kohärente Empfang von Radiowellen wurde bereits vor 100 Jahren entwickelt und ist seit Jahrzehnten in Funktechnologien vom Mittelwellenradio bis zum WLAN im Einsatz“, so Schrenk. Das optische Pendant stecke aber noch in den Kinderschuhen. Die kurzen Lichtwellenlängen ließen bislang einen exakten Abgleich der optischen Trägerwellen nur mit energiehungrigen Prozessoren zu.
Am AIT setzt man deshalb auf ein international führendes, rein optisches Verfahren aus der Photonik. Das ist die Wissenschaft von der Anwendung optischer Verfahren für die Übertragung, Speicherung und Verarbeitung von Informationen. Dabei verleiht man einer optischen Laserquelle quasi „ Ohren“, um Signale hochempfindlich zu detektieren. „ In mittlerer Zukunft lässt sich so die Bandbreite in sämtlichen Segmenten der Telekommunikation auf energieeffiziente Weise stark erhöhen“, so Schrenk.
In dieser Serie stellen wir Projekte von Spitzenforscherinnen und - forschern in Österreich vor. Ausgewählt werden sie von Prof. Dr. Georg Wick vom Biozentrum der Medizinischen Universität Innsbruck.
Es ist wie im Morgenverkehr auf der Wiener Südosttangente. Nur dass beim Stau auf den Datenhighways des Internets ein globaler digitaler Stillstand droht.
Dr. Bernhard Schrenk