KIT-Forscher schicken 26 TBit/s über einen Laser

Wissenschaftlern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben einen neuen Bandbreiten-Rekord aufgestellt. Es gelang ihnen, 26 Terabit pro Sekunde auf einen einzigen Laserstrahl zu kodieren, 50 Kilometer weit zu übertragen und dann erfolgreich wieder zu dekodieren. Dies ist die größte je auf einem Laserstrahl transportierte Datenmenge. Das am KIT entwickelte Verfahren ermöglicht es, den Inhalt von 700 DVDs in nur einer Sekunde zu übertragen, teilte die Universität mit. Die KIT-Wissenschaftler um Professor Jürg Leuthold schlagen mit dem Experiment ihren eigenen Rekord in der Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung vom Jahr 2010, in dem sie bereits die Grenze von 10 Terabit pro Sekunde durchbrechen konnten.

Der Erfolg gelang der Gruppe dank eines von ihr entwickelten Verfahrens zur Datendekodierung. Das neue optisch-elektrische Dekodierverfahren beruht darauf, dass zu Beginn bei höchsten Datenraten zunächst rein optisch gerechnet wird, um die große Datenrate auf kleinere Bitraten hinunterzubrechen, welche anschließend elektrisch weiterverarbeitet werden können. Die zunächst optische Reduzierung der Bitraten ist notwendig, da es für Datenraten von 26 Terabit pro Sekunde keine elektronischen Verarbeitungsprozesse gibt.

Für die Datenkodierung nutze man das Orthogonale Frequenz-Division Multiplexing (OFDM). Das Verfahren wird seit Jahren in der Mobilkommunikation erfolgreich eingesetzt. "Die Kunst bestand darin, das Verfahren nicht nur tausendmal, sondern für die Datenverarbeitung bei 26 Terabit pro Sekunde fast eine Million mal schneller zu machen", sagte Projektleiter Jürg Leuthold. "Die bahnbrechnende Idee war letztendlich die optische Umsetzung der mathematischen Routine."

Dabei zeigte sich, dass das Rechnen im optischen Bereich nicht nur außerordentlich schnell, sondern auch sehr energieeffizient ist, da Energie nur für den Laser und wenige Prozessschritte benötigt wird. "Unser Ergebnis führt vor Augen, dass selbst bei extrem hohen Datenraten noch keine physikalischen Grenzen überschritten sind", so Leuthold mit Blick auf das stetig wachsende Datenaufkommen im Internet. Die Übertragung von 26 Terabit pro Sekunde zeige, dass selbst hohe Bandbreiten heute handhabbar seien - und das bei sparsamem Umgang mit Energie. Netzwerk, Universität, Kit, Karlsruher Institut für Technologie Karlsruher Institut für Technologie