Hohlkernfasern ersetzen herkömmliche Glaskerne durch Gas oder Vakuum, um einzigartige Eigenschaften zu ermöglichen, darunter eine höhere Lichtgeschwindigkeit und eine geringere Empfindlichkeit gegenüber Umwelteinflüssen.
Die neue Technologie, die am renommierten Optoelektronik-Forschungszentrum (ORC) des Zepler-Instituts entwickelt wird, soll geringere Verluste und eine höhere Datenübertragungskapazität als massive Glasfasern erreichen. Laufende Forschungsarbeiten beschleunigen die Entwicklung von Modellen, die diese maximale Leistungsfähigkeit erreichen sollen.
Die neuen Hohlkernfasern dämpfen das durch sie hindurchtretende Licht um 50 % weniger als der erst vor sechs Monaten aufgestellte Rekord. Auch die maximale Übertragungslänge, über die Daten in diesen revolutionären Fasern übertragen werden können, hat sich verdoppelt.
Dank eines innovativen Designs, das am ORC entwickelt wurde, konnte die Dämpfung in Hohlkern-Datenübertragungsfasern innerhalb von nur 18 Monaten um den Faktor 10 reduziert werden – von 3,5 dB/km auf nur noch 0,28 dB/km. Dies entspricht in etwa der Hälfte der Dämpfung herkömmlicher Glasfasertechnologie. Gleichzeitig wurde die maximale Übertragungsdistanz für Datenströme mit hoher Bandbreite in einem Luftkern um mehr als das Zehnfache verbessert – von 75 auf 750 km.
Professor Francesco Poletti, Leiter der Hohlkernfasergruppe am ORC, erklärt: „Die Lichtübertragung in einem Luftkern anstelle eines Glaskerns bietet viele Vorteile, die die optische Kommunikation, wie wir sie kennen, revolutionieren könnten. Diese jüngsten Ergebnisse verringern die Leistungslücke zwischen Hohlkernfasern und herkömmlicher Glasfasertechnologie weiter, und das gesamte Team ist begeistert von den Aussichten auf weitere signifikante Verbesserungen, die möglich erscheinen. Latenz
, also die Laufzeit der Datenübertragung, wird für die neue digitale Wirtschaft ebenso wichtig wie Bandbreite. Netzwerklatenz verursacht eine Verzögerung zwischen Erkennung und Reaktion, was zu Problemen für AR/VR-Nutzer, Qualitätsverlusten bei Fernoperationen und Abstürzen autonomer Systeme führt. Diese Fasern bieten eine entscheidende Reduzierung der Datenübertragungszeiten um 30 % und könnten die nächste Generation vernetzter digitaler Echtzeitanwendungen ermöglichen – von intelligenter Fertigung und fortschrittlicher Gesundheitsversorgung bis hin zur Unterhaltung.“
Die in diesen beiden Studien demonstrierten erheblichen Verbesserungen bei Dämpfung und Übertragungsdistanz eröffnen die Möglichkeit, in typischen terrestrischen Langstrecken-Datenverbindungen größere Entfernungen von bis zu 1000 km zu erreichen.
Forscher in Southampton erweitern die Leistungsgrenzen von Hohlkerndioden in mehreren großen Forschungsprogrammen, darunter das vom Europäischen Forschungsrat (ERC) geförderte Projekt LightPipe und das vom Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) geförderte Projekt Airguide Photonics.
Das Team arbeitet eng mit einer der führenden Gruppen für fortgeschrittene optische Kommunikation am Politecnico di Torino unter der Leitung von Professor Pierluigi Poggiolini sowie mit dem ORC-Spin-off Lumenisity zusammen.
