Der Weltrekord für Internetgeschwindigkeit wurde vollständig gebrochen, da japanische Ingenieure eine Datenübertragungsrate von 319 Terabit pro Sekunde (Tb/s) über Glasfaserkabel demonstriert haben. Der Rekord wurde auf einer Faserlänge von über 3000 km aufgestellt, kompatibel mit der bestehenden Kabelinfrastruktur.
Es ist schwer zu übertreiben, wie unglaublich schnell diese Übertragungsrate ist. Das ist fast das Doppelte des bisherigen Rekords von 178 Tb/s, der vor weniger als einem Jahr aufgestellt wurde, und siebenmal schneller als der bisherige Rekord von 44,2 Tb/s eines experimentellen photonischen Chips. Die NASA kommt mit „nur“ 400 Gbit/s aus, und das zerstört die Geschwindigkeit, die den Verbrauchern derzeit zur Verfügung steht: Die schnellsten Internetverbindungen zu Hause erreichen in Teilen von Japan, Neuseeland und den USA Spitzenwerte von 10 Gbit/s.
Der Durchbruch gelang unter Nutzung bestehender Glasfaser-Infrastruktur, ergänzt durch modernste Technik. Erstens verwenden sie vier „Kerne“ – die Glasröhren in den Fasern, die Daten transportieren – anstelle des standardmäßigen Einzelkerns. Signale werden in mehrere gleichzeitig übertragene Wellenlängen unter Verwendung eines Verfahrens namens aufgeteilt Multiplexen mit Wellenlängenteilung (WDM). Ein selten verwendetes drittes "Band" wird hinzugefügt, um mehr Daten zu übertragen, und die Entfernung wird durch verschiedene optische Verstärkungstechnologien erhöht.
Das System beginnt mit einem Kammlaser, der 552 Kanäle bei unterschiedlichen Wellenlängen erzeugt. Dieses Licht wird dann durch eine doppelte Polarisationsmodulation geleitet, wodurch einige Wellenlängen verzögert werden, um unterschiedliche Signalsequenzen zu erzeugen. Jede dieser Signalfolgen wird dann in einen von vier Glasfaserkanälen eingespeist.
Die Daten reisen etwa 70 km durch die Glasfaser, bevor sie auf optische Verstärker treffen, um das Signal über große Entfernungen stark zu halten. Hier durchläuft es zwei neue Arten von Faserverstärkern, von denen einer mit Erbium und der andere mit Thulium dotiert ist, bevor es einem allgemeinen Prozess unterzogen wird, der als Raman-Verstärkung. Die Signalsequenzen werden dann in ein neues Glasfasersegment geleitet, und die Wiederholung dieses Vorgangs ermöglichte es dem Team, Daten über eine Entfernung von 3001 km zu übertragen.
Es ist wichtig zu beachten, dass eine vieradrige Glasfaser unter Berücksichtigung des Schutzmantels genau den gleichen Durchmesser wie eine herkömmliche einadrige Glasfaser hat. Das bedeutet, dass diese Technologie relativ einfach in bestehende Glasfaserinfrastrukturen zu implementieren sein sollte.
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