Datenübertragung mit Lasern mit 1.000 Gigabit pro Sekunde

Schweiz Das Forschungsteam der ETH Zürich nutzte Laserstrahlen, um optische Daten über die 53 km lange Distanz zwischen dem Berggipfel und der Stadt Bern zu übertragen.

Datenübertragungsexperiment mit Laserstrahlen an der ETH Zürich. Foto: ETH Zürich

Forscher der ETH Zürich haben in Zusammenarbeit mit Thales Alenia Space und der französischen Nationalen Agentur für Luft- und Raumfahrtforschung (ONERA) erfolgreich eine optische Datenübertragung über die Luft mittels Lasertechnologie durchgeführt, wie Innovation Origins am 22. Juni berichtete. Das Experiment, das über eine Distanz von 53 km zwischen dem Jungfraujoch und Bern in der Schweiz durchgeführt wurde, stand vor zahlreichen Herausforderungen wie Luftturbulenzen und thermischen Phänomenen.

Mithilfe eines MEMS-Chips (mikroelektromechanisches System) mit 97 verstellbaren Spiegeln korrigierte das Team den Fehler und erreichte eine Bandbreite von einem Terabit pro Sekunde (entspricht 1.000 Gigabit pro Sekunde). Das System lässt sich mit Standardtechnologie auf bis zu 40 Terabit pro Sekunde skalieren und eröffnet damit die Möglichkeit einer schnellen und kostengünstigen Internetverbindung über eine Konstellation erdnaher Satelliten.

Wenn ein Laserstrahl in Bodennähe durch dichte Luft wandert, ist er verschiedenen Faktoren ausgesetzt, die die Ausbreitung der Lichtwellen und die Datenübertragung beeinflussen. Die größte Herausforderung für die Forscher war die unregelmäßige Turbulenz der Luftpartikel über schneebedeckten Bergen, der Oberfläche des Thunersees, dicht besiedelten Großstädten und Flugzeugen der Aare, die zu Fehlern in den übertragenen Daten führte. Zusätzlich stört die thermische Szintillation in der Luft die Gleichmäßigkeit der Lichtausbreitung, die an einem heißen Sommertag mit bloßem Auge sichtbar ist.

Der Projektpartner ONERA setzte MEMS ein, um dieses Problem zu lösen. Spiegel korrigieren die Phasenverschiebung des Laserstrahls anhand der Schnittfläche entlang der Schräge 1500 Mal pro Sekunde.

Durch die Überwindung der technischen Grenzen des Lasersystems konnte das Team der ETH Zürich mehr Informationen pro Zeiteinheit übertragen als mit der für Satelliteninternetverbindungen verwendeten Funktechnologie. Die neue Technologie hat das Potenzial, die globale Internetinfrastruktur, insbesondere in abgelegenen Gebieten, maßgeblich zu beeinflussen. Da das experimentelle System problemlos auf 40 Kanäle und 40 Terabit pro Sekunde skaliert werden kann, stellt es eine vielversprechende Alternative zu den derzeitigen Tiefseekabeln dar.

An Khang (laut Innovation Origins )

Quellenlink: https://vnexpress.net/dung-laser-truyen-du-lieu-toc-do-1-000-gigabit-moi-giay-4620994.html