Datensignale, die als Laserimpulse durch eine optische Faser übertragen werden, sind anfällig für optische Verzerrungen, die durch Interferenzen zwischen mehreren Signalen unterschiedlicher Wellenlängen entstehen, die durch dieselbe Faser übertragen werden.
Diese nichtlinearen Wellenwechselwirkungen führen dazu, dass Datensignale über lange Strecken an Qualität verlieren können, sofern sie nicht regelmäßig entlang der Wellenform regeneriert werden – also in elektrische Signale umgewandelt, einer Computeranalyse zur Entfernung von Verzerrungen unterzogen und anschließend wieder in optische Signale zurückgewandelt werden. Dieser Prozess verlangsamt nicht nur den Datenverkehr, sondern verursacht auch den Großteil der Kosten für den Aufbau neuer optischer Netzwerkinfrastruktur.
Forscher der UC San Diego haben möglicherweise eine Methode entdeckt, um diese Verzerrungen einfach zu beseitigen und so die Notwendigkeit einer ständigen und kostspieligen Signalregeneration zu reduzieren. Das Forschungsteam erklärte gegenüber der Fachzeitschrift „Science“, dass sich dadurch sowohl die Datenmenge, die eine Glasfaser übertragen kann, als auch die Reichweite der Signale vor einer notwendigen Regeneration um das Zwei- bis Vierfache erhöhen könnten.
Laser, die zur Signalübertragung durch Glasfasern eingesetzt werden, weisen typischerweise Wellenlängenschwankungen im Hundertstelprozentbereich auf. Diese Schwankungen sind meist zufällig, und das den Datenströmen hinzugefügte Rauschen macht es praktisch unmöglich, die durch nichtlineare Wellenwechselwirkungen verursachten Verzerrungen zu isolieren und zu filtern. Daher schlagen Forscher vor, die Wellenlängenschwankungen der Laser vorhersagbar statt zufällig zu gestalten.
Da Telekommunikationsnetze typischerweise mehrere Laser zur Erzeugung der verschiedenen Wellenlängen nutzen, die über Glasfasern übertragen werden, wandeln Forscher Laserlicht mit einer einzigen Wellenlänge in Pulse mit vielen verschiedenen Wellenlängen um. Experimente mit über tausend Meter langen Glasfasern zeigten, dass sich die Nebenpulse entsprechend änderten, wenn die Wellenlänge des Hauptlasers schwankte. Dadurch konnten die Größen angeglichen und diese einfache Variation leicht berechnet werden. Dies wiederum erleichtert das Herausfiltern von Verzerrungen durch nichtlineare Wellenwechselwirkungen.
Quelle: Charles Q. Choi
