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Nokia Bell Labs, Deutsche Telekom T-Labs und die Technische Universität München haben einen Rekord in Hinblick auf Übertragungskapazität und spektrale Effizienz bei der optischen Datenübertragung in einem Feldtest erzielt. Dank einer neuen Modulationstechnik lässt sich die Leistungsfähigkeit der Glasfasernetze erhöhen, um dem weltweit wachsenden Datenverkehr auch zukünftig gerecht zu werden.
Der Feldversuch zeige, dass sich die Flexibilität und Leistungsfähigkeit von Glasfasernetzen maximieren lasse, wenn einstellbare Übertragungsraten dynamisch an die Übertragungsbedingungen und die Anforderungen des Datenverkehrs angepasst werden. Während des Experiments im Rahmen des Projekts „Safe and Secure European Routing“ erreichten die Fachleute über das Glasfasernetz der Deutschen Telekom eine Netto-Übertragungsrate von einem Terabit/s in einem engen Wellenlängenband.
Das ist nahe der theoretisch maximalen Rate der Informationsübertragung des optischen Kanals, die durch das sogenannte Shannon-Limit einer Glasfaser definiert wird. Der Feldtest nutzt einen neuen Modulationsansatz, der als „Probabilistic Constellation Shaping“ (PCS) bekannt ist. Dieser verwendet das „Quadrature Amplitude Modulation“-Format, um eine höhere Übertragungskapazität über einen definierten Kanal zu erreichen und so die spektrale Effizienz optischer Kommunikation signifikant zu verbessern.
Deutlich mehr Flexibilität und Leistung
PCS modifiziert die Wahrscheinlichkeit, mit der Konstellationspunkte – sozusagen das Alphabet für Übertragungen – genutzt werden. Normalerweise werden alle Konstellationspunkte gleich häufig angesteuert. PCS jedoch setzt gezielt Konstellationspunkte mit großer Amplitude mit geringerer Häufigkeit ein und nutzt verstärkt Konstellationspunkte mit kleinerer Amplitude, um Signale zu übertragen, die im Durchschnitt weniger anfällig für Rauschen und Störungen sind. Damit kann die Übertragungsrate für den jeweiligen Übertragungskanal optimiert werden und die Reichweite wird um bis zu 30 Prozent erhöht.
Diese Forschungsarbeiten stellen einen Meilenstein dar, um zu überprüfen, ob PCS eingesetzt werden kann, um die Leistungsfähigkeit von optischen Kommunikationstechniken in Zukunft noch zu erhöhen. Das ist nötig, denn der Datenverkehr wächst jährlich mit einer kumulierten Rate von bis zu 100 Prozent. PCS ist nun Teil dieser Entwicklung, indem es dazu beiträgt, die Flexibilität und Leistung von optischen Übertragungssystemen zu erhöhen. Dadurch lassen sich große Datenmengen schneller und über größere Entfernungen übertragen, ohne dass die Komplexität optischer Netze steigt.
Schon sehr interessant wo die Technik heute zu tage hingeht. Gerade wenn man aus der Zeit eines 56 K Modem kommt.