Projekt WESORAM: Ein Flüssigkristallspiegel splittet die Lichtsignale auf und verteilt die Signale flexibel auf verschiedene Glasfaser.Fraunhofer IOF Optische Glasfasernetze kommen an ihre Leistungsgrenze? Was vor kurzem noch undenkbar schien, wird in Zeiten von autonomem Fahren, 6G-Mobilfunk, Quantenkommunikation oder KI langsam zu einer realen Herausforderung. Die herkömmlichen faseroptischen Systeme sind für diese Zukunftstechnologien nicht mehr leistungsstark genug. Schon heute nutzen Glasfasernetze Techniken wie das Wellenlängen-Multiplexing (DWDM), um den ständig steigenden Bedarf an höheren Bandbreiten zu decken. Dabei wird Licht, das als Träger für den Datenstrom fungiert, mithilfe eines optischen Schalters in mehrere Frequenzen (Farben) gesplittet. Allerdings stößt das Verfahren langsam an seine Grenzen, da nur ein begrenztes Frequenz-, beziehungsweise Farbspektrum nutzbar ist. Mehr Fasern parallel nutzen Um die Leistungsfähigkeit der Glasfasernetze weiter zu steigern, hatten Forscher des Fraunhofer IOF folgende Idee: Warum eingehende Lichtsignale nur in verschiedene Frequenzen/Farben aufsplitten? Warum kann man ein Lichtsignal und damit den Datenstrom nicht auch auf verschiedene, separate Glasfasern aufsplitten? Aus dem Gedankenspiel entstand WESORAM – ein wellenlängenselektiver Schalter für optisches Raum-Multiplexing. Dazu haben die Forscher zunächst den Schaltmechanismus eines LCoS-Schalters so flexibilisiert, dass er die Weiterleitung des Datenstroms in beliebige Fasern ermöglicht. Raum-Multiplexing Beim klassischen DWDM schickt ein Flüssigkristallspiegel (LCoS, Liquid Crystal on Silicon) die Lichtsignale an die Ausgangsfaser weiter, nachdem sie zuvor durch ein spektrometrisches Gitter in verschiedene Wellenlängen/Farben aufgeteilt wurden. Bei WESORAM wird nun das eingehende Lichtsignal – nachdem es zuvor im Gitter aufgesplittet wurde – von dem Flüssigkristallspiegel auf verschiedene Fasern geschickt. Das Wellenlängenmultiplexverfahren wird also zu einem Raummultiplexverfahren ausgeweitet. Ergänzend zum Prinzip „mehrere-Frequenzen-eine-Faser“ ist damit auch das Prinzip „eine-Frequenz-mehrere-Fasern“ anwendbar. Verdopplung der Kapazität Den Forschern gelang es so, die Signale von acht Eingangskanälen beliebig auf 16 Ausgangskanäle zu schicken. „Durch diese Kreuzverschaltung steigt die Kapazität der Netze, denn das Senden und Weiterleiten der Datenströme ist viel flexibler. Das ist besonders nützlich, wenn die Daten über längere Strecken, etwa zwischen Städten, geschickt werden“, beschreibt Steffen Trautmann, Projektleiter und Experte für optische Systeme am Fraunhofer IOF, einen Vorteil des Verfahrens. Projekt Multi-Cap: Der Verstärker kann die Signale in bis zu zwölf Datenkanäle in einem Faserstrang verstärken. Fraunhofer IOF Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass insgesamt weniger optische Schalter für das Glasfasernetz benötigt werden. Dadurch sinken die Kosten bei der Installation und im laufenden Betrieb. Mehr Datenpakete Gleichzeitig gelang es den Wissenschaftlern, die Lichtfrequenz des Datenstroms um den Faktor 4 schmalbandiger zu gestalten. Damit sind die Datenpakete dementsprechend kleiner. So lassen sich viel mehr Datenpakete gleichzeitig durch die Lichtleiter auf die Reise schicken – sprich die Latenz sinkt und die Geschwindigkeit steigt. Ergänzt wird WESORAM durch das Projekt Multi-Cap. Hier arbeiten die Forscher daran, die Zahl der Kanäle für die parallele Datenübertragung zu erhöhen. Klassische Glasfaser enthalten einen Datenkanal und einen Signalkern, Mehrkernfasern dagegen nutzen mehrere Kerne für die Datenübertragung. Obwohl diese Kabel viel mehr Leiter enthalten, sind sie kaum dicker. Das Team am Fraunhofer IOF hat die für Mehrkernfasern nötigen Signalverstärker entwickelt. Diese können bis zu zwölf Kanäle gleichzeitig bedienen und liefern eine Verstärkung von mehr als 20 dB pro Kanal. Die Technik ist so deutlich energieeffizienter, da nur ein Verstärkermodul für zwölf Kanäle erforderlich ist.
Mehr Speed und Power für Glasfasernetze
Projekt WESORAM: Ein Flüssigkristallspiegel splittet die Lichtsignale auf und verteilt die Signale flexibel auf verschiedene Glasfaser.Fraunhofer IOF Optische Glasfasernetze kommen an ihre Leistungsgrenze? Was vor kurzem noch undenkbar schien, wird in Zeiten von autonomem Fahren, 6G-Mobilfunk, Quantenkommunikation oder KI langsam zu einer realen Herausforderung. Die herkömmlichen faseroptischen Systeme sind für diese Zukunftstechnologien nicht mehr leistungsstark genug. Schon heute nutzen Glasfasernetze Techniken wie das Wellenlängen-Multiplexing (DWDM), um den ständig steigenden Bedarf an höheren Bandbreiten zu decken. Dabei wird Licht, das als Träger für den Datenstrom fungiert, mithilfe eines optischen Schalters in mehrere Frequenzen (Farben) gesplittet. Allerdings stößt das Verfahren langsam an seine Grenzen, da nur ein begrenztes Frequenz-, beziehungsweise Farbspektrum nutzbar ist. Mehr Fasern parallel nutzen Um die Leistungsfähigkeit der Glasfasernetze weiter zu steigern, hatten Forscher des Fraunhofer IOF folgende Idee: Warum eingehende Lichtsignale nur in verschiedene Frequenzen/Farben aufsplitten? Warum kann man ein Lichtsignal und damit den Datenstrom nicht auch auf verschiedene, separate Glasfasern aufsplitten? Aus dem Gedankenspiel entstand WESORAM – ein wellenlängenselektiver Schalter für optisches Raum-Multiplexing. Dazu haben die Forscher zunächst den Schaltmechanismus eines LCoS-Schalters so flexibilisiert, dass er die Weiterleitung des Datenstroms in beliebige Fasern ermöglicht. Raum-Multiplexing Beim klassischen DWDM schickt ein Flüssigkristallspiegel (LCoS, Liquid Crystal on Silicon) die Lichtsignale an die Ausgangsfaser weiter, nachdem sie zuvor durch ein spektrometrisches Gitter in verschiedene Wellenlängen/Farben aufgeteilt wurden. Bei WESORAM wird nun das eingehende Lichtsignal – nachdem es zuvor im Gitter aufgesplittet wurde – von dem Flüssigkristallspiegel auf verschiedene Fasern geschickt. Das Wellenlängenmultiplexverfahren wird also zu einem Raummultiplexverfahren ausgeweitet. Ergänzend zum Prinzip „mehrere-Frequenzen-eine-Faser“ ist damit auch das Prinzip „eine-Frequenz-mehrere-Fasern“ anwendbar. Verdopplung der Kapazität Den Forschern gelang es so, die Signale von acht Eingangskanälen beliebig auf 16 Ausgangskanäle zu schicken. „Durch diese Kreuzverschaltung steigt die Kapazität der Netze, denn das Senden und Weiterleiten der Datenströme ist viel flexibler. Das ist besonders nützlich, wenn die Daten über längere Strecken, etwa zwischen Städten, geschickt werden“, beschreibt Steffen Trautmann, Projektleiter und Experte für optische Systeme am Fraunhofer IOF, einen Vorteil des Verfahrens. Projekt Multi-Cap: Der Verstärker kann die Signale in bis zu zwölf Datenkanäle in einem Faserstrang verstärken. Fraunhofer IOF Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass insgesamt weniger optische Schalter für das Glasfasernetz benötigt werden. Dadurch sinken die Kosten bei der Installation und im laufenden Betrieb. Mehr Datenpakete Gleichzeitig gelang es den Wissenschaftlern, die Lichtfrequenz des Datenstroms um den Faktor 4 schmalbandiger zu gestalten. Damit sind die Datenpakete dementsprechend kleiner. So lassen sich viel mehr Datenpakete gleichzeitig durch die Lichtleiter auf die Reise schicken – sprich die Latenz sinkt und die Geschwindigkeit steigt. Ergänzt wird WESORAM durch das Projekt Multi-Cap. Hier arbeiten die Forscher daran, die Zahl der Kanäle für die parallele Datenübertragung zu erhöhen. Klassische Glasfaser enthalten einen Datenkanal und einen Signalkern, Mehrkernfasern dagegen nutzen mehrere Kerne für die Datenübertragung. Obwohl diese Kabel viel mehr Leiter enthalten, sind sie kaum dicker. Das Team am Fraunhofer IOF hat die für Mehrkernfasern nötigen Signalverstärker entwickelt. Diese können bis zu zwölf Kanäle gleichzeitig bedienen und liefern eine Verstärkung von mehr als 20 dB pro Kanal. Die Technik ist so deutlich energieeffizienter, da nur ein Verstärkermodul für zwölf Kanäle erforderlich ist.
Mehr Speed und Power für Glasfasernetze Projekt WESORAM: Ein Flüssigkristallspiegel splittet die Lichtsignale auf und verteilt die Signale flexibel auf verschiedene Glasfaser.Fraunhofer IOF Optische Glasfasernetze kommen an ihre Leistungsgrenze? Was vor kurzem noch undenkbar schien, wird in Zeiten von autonomem Fahren, 6G-Mobilfunk, Quantenkommunikation oder KI langsam zu einer realen Herausforderung. Die herkömmlichen faseroptischen Systeme sind für diese Zukunftstechnologien nicht mehr leistungsstark genug. Schon heute nutzen Glasfasernetze Techniken wie das Wellenlängen-Multiplexing (DWDM), um den ständig steigenden Bedarf an höheren Bandbreiten zu decken. Dabei wird Licht, das als Träger für den Datenstrom fungiert, mithilfe eines optischen Schalters in mehrere Frequenzen (Farben) gesplittet. Allerdings stößt das Verfahren langsam an seine Grenzen, da nur ein begrenztes Frequenz-, beziehungsweise Farbspektrum nutzbar ist. Mehr Fasern parallel nutzen Um die Leistungsfähigkeit der Glasfasernetze weiter zu steigern, hatten Forscher des Fraunhofer IOF folgende Idee: Warum eingehende Lichtsignale nur in verschiedene Frequenzen/Farben aufsplitten? Warum kann man ein Lichtsignal und damit den Datenstrom nicht auch auf verschiedene, separate Glasfasern aufsplitten? Aus dem Gedankenspiel entstand WESORAM – ein wellenlängenselektiver Schalter für optisches Raum-Multiplexing. Dazu haben die Forscher zunächst den Schaltmechanismus eines LCoS-Schalters so flexibilisiert, dass er die Weiterleitung des Datenstroms in beliebige Fasern ermöglicht. Raum-Multiplexing Beim klassischen DWDM schickt ein Flüssigkristallspiegel (LCoS, Liquid Crystal on Silicon) die Lichtsignale an die Ausgangsfaser weiter, nachdem sie zuvor durch ein spektrometrisches Gitter in verschiedene Wellenlängen/Farben aufgeteilt wurden. Bei WESORAM wird nun das eingehende Lichtsignal – nachdem es zuvor im Gitter aufgesplittet wurde – von dem Flüssigkristallspiegel auf verschiedene Fasern geschickt. Das Wellenlängenmultiplexverfahren wird also zu einem Raummultiplexverfahren ausgeweitet. Ergänzend zum Prinzip „mehrere-Frequenzen-eine-Faser“ ist damit auch das Prinzip „eine-Frequenz-mehrere-Fasern“ anwendbar. Verdopplung der Kapazität Den Forschern gelang es so, die Signale von acht Eingangskanälen beliebig auf 16 Ausgangskanäle zu schicken. „Durch diese Kreuzverschaltung steigt die Kapazität der Netze, denn das Senden und Weiterleiten der Datenströme ist viel flexibler. Das ist besonders nützlich, wenn die Daten über längere Strecken, etwa zwischen Städten, geschickt werden“, beschreibt Steffen Trautmann, Projektleiter und Experte für optische Systeme am Fraunhofer IOF, einen Vorteil des Verfahrens. Projekt Multi-Cap: Der Verstärker kann die Signale in bis zu zwölf Datenkanäle in einem Faserstrang verstärken. Fraunhofer IOF Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass insgesamt weniger optische Schalter für das Glasfasernetz benötigt werden. Dadurch sinken die Kosten bei der Installation und im laufenden Betrieb. Mehr Datenpakete Gleichzeitig gelang es den Wissenschaftlern, die Lichtfrequenz des Datenstroms um den Faktor 4 schmalbandiger zu gestalten. Damit sind die Datenpakete dementsprechend kleiner. So lassen sich viel mehr Datenpakete gleichzeitig durch die Lichtleiter auf die Reise schicken – sprich die Latenz sinkt und die Geschwindigkeit steigt. Ergänzt wird WESORAM durch das Projekt Multi-Cap. Hier arbeiten die Forscher daran, die Zahl der Kanäle für die parallele Datenübertragung zu erhöhen. Klassische Glasfaser enthalten einen Datenkanal und einen Signalkern, Mehrkernfasern dagegen nutzen mehrere Kerne für die Datenübertragung. Obwohl diese Kabel viel mehr Leiter enthalten, sind sie kaum dicker. Das Team am Fraunhofer IOF hat die für Mehrkernfasern nötigen Signalverstärker entwickelt. Diese können bis zu zwölf Kanäle gleichzeitig bedienen und liefern eine Verstärkung von mehr als 20 dB pro Kanal. Die Technik ist so deutlich energieeffizienter, da nur ein Verstärkermodul für zwölf Kanäle erforderlich ist.