Eine experimentelle Technologie könnte bald die Geschwindigkeit des Internets erheblich verbessern. Forschern ist es gelungen, Licht mit deutlich geringeren Verlusten als bei den bisher verwendeten Technologien zu übertragen, indem sie ein optisches Kabel mit hohlem Kern nutzten.
Die Idee basiert auf einem entscheidenden Unterschied: Licht bewegt sich in Luft schneller fort als in Glas. Ingenieure von Microsoft und der Universität Southampton haben eine Faser entwickelt, die diesen Lichtfluss mit bisher unerreichter Effizienz kanalisieren kann.
Von alten Grenzen zu ersten Fortschritten
Glasfasern bilden die Infrastruktur der heutigen Telekommunikation, aber sie verlangsamen und schwächen den Lichtfluss teilweise ab. Jeder Kilometer führt zu einer messbaren Dämpfung, die häufige Signalverstärkungen erfordert. Diese Einschränkungen erhöhen die Kosten und begrenzen die Übertragungsgeschwindigkeiten.
Im Laufe der Jahrzehnte haben Designanpassungen diese Leistung verbessert. Allerdings konnte bis vor kurzem keine Hohlkernfaser die Zuverlässigkeit von massiven Glasfasern übertreffen, die einen minimalen Verlust von 0,14 dB/km beibehalten.
Ein neuartiges Design bei Microsoft
Die Forscher entwickelten eine Struktur namens "Double Nested Antiresonant Nodeless Hollow Core Fiber" (übersetzt: "Hohlkernfaser ohne Knoten mit doppelt verschachtelter antiresonanter Struktur"). Dünne Siliziumdioxid-Membranen umgeben den Luftkern und leiten das Licht mit bemerkenswerter Präzision. Das Ganze funktioniert wie ein unsichtbarer Korridor, in dem das Lichtsignal fortschreitet, ohne zu entweichen.
Die in
Nature Photonics veröffentlichten Ergebnisse zeigen eine Dämpfung von nur 0,091 dB/km, der niedrigste jemals für diese Art von Faser gemessene Wert. Dieser Wert schwankt zwar leicht zwischen den Tests, bleibt aber stets unter dem klassischer Fasern.
Neben dieser Effizienz gewinnt die Übertragung an Geschwindigkeit: Licht bewegt sich in Luft mit etwa 300 Millionen Metern pro Sekunde, verglichen mit 200 Millionen in Glas. Das Team meldet einen Geschwindigkeitszuwachs von fast 50 %, was den Weg für viel reaktionsschnellere Netzwerke ebnet.
Auf dem Weg zu neuen Anwendungen
Ein solcher Fortschritt könnte das Management von Rechenzentren verändern. Die Verringerung der Latenzzeit würde die für die Übertragung riesiger Datenmengen zwischen entfernten Servern benötigte Zeit verkürzen. Künstliche Intelligenz und das Training massiver Modelle würden direkt davon profitieren. Die Perspektiven könnten sich auch auf Bereiche wie Medizin und Transportwesen erstrecken.
Francesco Poletti, Urheber des Konzepts und Mitbegründer von Lumenisity (ein vor einigen Jahren von Microsoft übernommenes Unternehmen), betont, dass ein solches System die Anzahl der verwendeten Verstärker reduzieren und damit den Energieverbrauch der Netzwerke senken kann. Der Durchbruch könnte so zu einem sparsameren Internet beitragen.
Autor des Artikels: Cédric DEPOND
Quelle: Nature Photonics