Um dem steigenden Datenverkehr auf Kurzstreckenverbindungen für die Parallelverarbeitung in Supercomputern und die Ressourcenverteilung in Rechenzentren*1 gerecht zu werden, werden optische Verbindungstechnologien für hochdichte Breitbandübertragung intensiv erforscht und entwickelt. Gleichzeitig wird auch die Entwicklung von Mehrkern-Glasfasern (MCF)*2, die mehrere Kerne in einer einzigen Faser enthalten, intensiv vorangetrieben. MCF gilt als Glasfaser der nächsten Generation, die in Übertragungssystemen mit extrem hoher Kapazität eingesetzt werden kann. Die meisten MCF-Entwicklungen ermöglichen einen größeren Manteldurchmesser*3 als bei Standard-Glasfasern mit 125 Mikrometern, um die Anzahl der Kerne zu erhöhen und gleichzeitig gute optische Eigenschaften für jeden Kern zu erhalten sowie das Übersprechen zwischen den Kernen*2 zu unterdrücken.
Sumitomo hat erstmals eine Multimode-Faser (MCF) mit einem Manteldurchmesser von 125 Mikrometern entwickelt, was dem Durchmesser von Standard-Lichtwellenleitern*¹ entspricht. Die MCF verfügt über acht Kerne mit geringem Übersprechen zwischen den Kernen. Ihre optischen Eigenschaften sind vergleichbar mit denen von Standard-Singlemode-Fasern (SSMF) für den 1,3-Mikrometer-Wellenlängenbereich, in dem Signalverzerrungen unterdrückt werden können. Dank dieser Eigenschaften bietet der 125-Mikrometer-Mantel eine mechanische Zuverlässigkeit*³, die der von Standard-Lichtwellenleitern entspricht, und ermöglicht die Nutzung verschiedener Technologien, die auch für Standard-Lichtwellenleiter verwendet werden, wie z. B. Verkabelungs- und Verbindungstechnologien. Die Achtkernkonfiguration wurde gewählt, da Vollduplex-Signale (2 × 100 Gbit/s bzw. 4 × 25 Gbit/s) über eine MCF mit herkömmlicher Sende- und Empfangstechnik für 25-Gbit/s-Signale übertragen werden können. Die erzielten optischen Eigenschaften eignen sich hervorragend für die Siliziumphotonik-Technologie, die hochintegrierte optische Bauelemente für den 1,3-µm-Bereich bietet.
Sie fertigten ein 12-MCF-Kabel mit den entwickelten MCFs, das 96 Adern in einem Außendurchmesser von 3 mm enthielt. Die erreichte Aderdichte war mehr als doppelt so hoch wie bei anderen Glasfaserkabeln. Die Übertragungseigenschaften im 1,3-µm-Band wurden ebenfalls mit einem 1,1 km langen MCF-Kabel evaluiert. Tests mit einem 100G-Ethernet-Transceiver (100GBASE-LR4) zeigten, dass das MCF-Kabel eine fehlerfreie Übertragung von 800-Gbit/s-Signalen (8 Adern × 4 Wellenlängen × 25 Gbit/s) gewährleistet, was dem Achtfachen der Übertragungskapazität von SSMF entspricht. Die Ergebnisse der Übertragungsexperimente deuten darauf hin, dass das entwickelte MCF-Kabel eine Übertragungskapazität von mindestens 9,6 Tbit/s (12 Fasern × 8 Adern × 4 Wellenlängen × 25 Gbit/s) aufweist. Verbesserungen an den Transceivern können die Übertragungsleistung weiter steigern.
*1 Ressourcendisaggregation in Rechenzentren
In Rechenzentren mit Ressourcendisaggregation werden die internen Ressourcen eines Servers (Rechenleistung, Arbeitsspeicher, Speicher, Kommunikationsschnittstellen usw.) disaggregiert. Diese Disaggregation ermöglicht eine logischere Ressourcenzuweisung, erleichtert die Reparatur/Aufrüstung einzelner Ressourcen und gewährleistet eine effiziente Ressourcennutzung.
* 2 
'
* 3 Der Manteldurchmesser und die mechanische Zuverlässigkeit der optischen Faser.
Eine optische Faser kann mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit brechen, wenn sie über einen längeren Zeitraum mechanischer Belastung, beispielsweise Biegespannungen, ausgesetzt ist. Die mechanische Zuverlässigkeit ist hoch, wenn die Bruchwahrscheinlichkeit gering ist. Ein kleinerer Biegeradius und ein größerer Manteldurchmesser führen zu höheren Biegespannungen. Daher ist ein Manteldurchmesser von mehr als 125 Mikrometern für Kurzstreckenübertragungen, bei denen die Faser leicht engen Biegungen ausgesetzt ist, nicht optimal.
* 4 Verspätet eingereichte Beiträge:
Diese Beiträge gehen nach dem regulären Einreichungstermin ein. In der Regel enthalten sie wichtige neue Erkenntnisse aus sich rasant entwickelnden Forschungsgebieten. Nur herausragende und überzeugende Beiträge werden zur Einreichung angenommen.
