Die in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlichten Ergebnisse bergen das Potenzial, Australiens Telekommunikationskapazitäten in den nächsten 25 Jahren nicht nur deutlich zu steigern, sondern auch den Weg für den weltweiten Einsatz dieser lokal entwickelten Technologie zu ebnen. Das Forschungsteam wurde von Dr. Bill Corcoran (Monash University), Professor Arnan Mitchell (RMIT University) und Professor David Moss (Swinburne University) geleitet.
Für diese Studie erreichten die Forscher diese Geschwindigkeiten mit der bestehenden Kommunikationsinfrastruktur, wodurch sie das Netzwerk effizient testen konnten. Sie verwendeten ein neues Gerät, das 80 Laser durch ein einzelnes Bauteil, einen sogenannten „Mikrokamm“, ersetzt. Dieser ist kleiner und leichter als die bisherige Telekommunikationshardware. Er wurde unter Last mit der bestehenden Infrastruktur installiert und getestet, die der des NBN-Netzes entspricht.
„Wir erhalten derzeit einen Einblick in die Internetinfrastruktur der nächsten zwei bis drei Jahre, da so viele Menschen wie nie zuvor das Internet für Homeoffice, soziale Kontakte und Streaming nutzen. Das zeigt uns deutlich, dass wir die Kapazität unserer Internetverbindungen skalieren müssen“, sagt Dr. Bill Corcoran, Co-Autor der Studie und Professor für Elektrotechnik und Informatik an der Monash University. „Unsere Forschung belegt, dass die bereits vorhandenen Glasfaserleitungen – dank des NBN-Projekts – das Rückgrat der Kommunikationsnetze für heute und die Zukunft bilden können. Wir haben eine skalierbare Lösung entwickelt, die auch zukünftigen Anforderungen gerecht wird.“.
Um den Einfluss optischer Mikro-Kämme auf die Optimierung von Kommunikationssystemen zu veranschaulichen, verlegten Forscher 76,6 km „dunkle“ Glasfasern zwischen dem Melbourne City Campus der RMIT University und dem Clayton Campus der Monash University. Die Glasfasern wurden vom Australian Academic Research Network bereitgestellt. Innerhalb dieser Fasern platzierten die Forscher den von Swinburne im Rahmen einer umfassenderen internationalen Kooperation beigesteuerten Mikro-Kamm. Dieser Mikro-Kamm fungiert als Regenbogen, der aus Hunderten von hochwertigen Infrarotlasern auf einem Chip besteht. Jeder Laser kann als separater Kommunikationskanal genutzt werden. Die Forscher konnten über jeden Kanal maximale Datenmengen senden und so eine Spitzenlast im Internet über eine Bandbreite von 4 THz simulieren.
Professor Mitchell erklärt, dass das Projekt das Ziel verfolgt, die Übertragungsgeschwindigkeit aktueller Sender von Hunderten von Gigabyte pro Sekunde auf Dutzende von Terabyte pro Sekunde zu steigern, ohne dabei Größe, Gewicht oder Kosten zu erhöhen. Er fügte hinzu: „Langfristig wollen wir integrierte photonische Chips entwickeln, die diese Datenübertragungsraten über bestehende Glasfaserverbindungen zu minimalen Kosten ermöglichen. Anfänglich wären diese Chips besonders attraktiv für die ultraschnelle Kommunikation zwischen Rechenzentren. Wir können uns jedoch vorstellen, dass diese Technologie so klein und kompakt wird, dass sie weltweit in Städten für die breite Öffentlichkeit kommerziell eingesetzt werden kann.“.
Professor Moss, Direktor des Zentrums für Optische Wissenschaften an der Swinburne University, sagte: „In den zehn Jahren seit meiner Erfindung der Mikro-Kammchips haben sie sich zu einem Forschungsgebiet von enormer Bedeutung entwickelt. Es ist wirklich spannend zu sehen, wie ihr Potenzial in der Glasfaser-Telekommunikation mit extrem hoher Bandbreite nun zum Tragen kommt. Diese Arbeit stellt einen Weltrekord für Bandbreite aus einer einzelnen Glasfaser mit einer einzigen Chipquelle dar und ist ein bedeutender Durchbruch für den Teil des Netzwerks, der die Hauptlast trägt. Mikro-Kämmchips bergen ein enormes Potenzial, den unstillbaren globalen Bedarf an Bandbreite zu decken.“.
Weitere Informationen finden Sie unter www.swinburn.edu.au
