Fraunhofer HHI überträgt 2x 1,7 TBit/s per Laser über 380 m

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glasfaserNicht immer und überall ist eine schnelle und zuverlässige Verbindung über Kabel, zum Beispiel Glasfaser, möglich. Vor allem wenn es darum geht, solch schnelle Verbindungen über Satelliten herzustellen, sind Laserübertragungsysteme bereits heute im Einsatz. Ebenso zur Vernetzung von Infrastruktur, bei der eine Verlegung von Kabel nicht möglich oder zu aufwendig ist.

An zwei Gebäuden des Fraunhofer Heinrich-Hertz-Instituts HHI in Berlin wurde eine bidirektionale und 1,7 TBit/s schnelle optische Übertragungsstrecke eingerichtet. Die bidirektionale Übertragung konnte über eine Entfernung von 380 m durchgeführt werden. Bei solchen Systemen ist auch immer wichtig, dass die Leistung nicht zu hoch ist, um gefährlich für die Umwelt und vor allem für Menschen zu sein. Das vom Frauenhofer HHI eingesetzte System ist augensicher, da die optische Sendeleistung der Antenne weniger als 10 mW beträgt. Die Signale bestanden in beiden Richtungen aus 40 Wellenlängenkanälen mit einer Datenrate von jeweils 43 Gbit/s.

Gesendet und empfangen wurden die Datensignale auf dem gleichen Gebäude. In dem anderen Gebäude befand sich ein Umlenkspiegel, um die Übertragungsdistanz zu verdoppeln. Pro Richtung sprechen wir von 190 m, mit Umlenkspiegel beträgt die Gesamtstrecke dann die besagten 380 m. Neben der Modulation und Aufteilung in verschiedene Wellenlängenkanäle spielt auch ein stabiler Laserstrahl eine wichtige Rolle, da die Empfangseinheit nur eine extrem kleine Fläche vorzuweisen hat. Über ein Fein- und Grob-Trackingsysteme am Sende- und Empfangsterminal sowie eine Entkopplung werden die bidirektional betriebenen Standard-Einmodenfasern stabilisiert. Um die Übertragungsdistanz auf mehrere Kilometer steigern zu können, werden die Terminals künftig mit zusätzlicher Technik, insbesondere zur Kompensation von Turbulenzeffekten, ausgestattet, an denen das Fraunhofer HHI derzeit mit weiteren Partnern forscht.

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Der Einsatz für größere Distanzen und insbesondere zur Kommunikation zwischen Satelliten und mit Bodenstationen wurde auch schon zusammen mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) getestet. Hier wurde eine Distanz von 10 km erreicht, mit entsprechend höherer Sendeleistung, die dann auch nicht mehr augensicher ist. Die Datenverbindung zwischen Boden und geostationärem Satelliten wird durch die Eigenschaften der Erdatmosphäre beeinträchtigt. Dr. Poliak und sein Team vom DLR haben daher einen maximalen Belastungstest für ihr System entwickelt und in Simulationen festgestellt: Die Datenverbindung ins All weist im schlimmsten Fall in etwa die gleichen Störungen auf, die es auch bei einer Übertragung über 10 Kilometern vom Boden zu einem Berg gibt. Der Test über die Strecke von 10 km hat daher eine praxisrelevante Bedeutung für zukünftige Satelliten-Kommunikationssysteme.

Mit an der Entwicklung und den Tests beteiligt ist auch das Unternehmen Huawei. Neben dem DLR hat natürlich auch Huawei großes Interesse daran, solche Geschwindigkeiten zukünftig anbieten zu können.