In gemeinsam durchgeführten Forschungsarbeiten haben Nokia Bell Labs, Deutsche Telekom T-Labs und die Technische Universität München eine Datenmenge von einem Terabit pro Sekunde über ein Glasfaserkabel übertragen. [...]
Dank einer neuen Modulationstechnik haben Nokia Bell Labs, Deutsche Telekom T-Labs und die Technische Universität München einen Rekord in Hinblick auf Übertragungskapazität und spektrale Effizienz bei der optischen Datenübertragung in einem Feldtest erzielt. Mit diesem technologischen Durchbruch könne die Leistungsfähigkeit der Glasfasernetze erhöht werden, um dem weltweit wachsenden Datenverkehr auch zukünftig gerecht werden zu können.
Der Feldversuch zeige, dass sich die Flexibilität und Leistungsfähigkeit von Glasfasernetzen maximieren lässt, wenn einstellbare Übertragungsraten dynamisch an die Übertragungsbedingungen und die Anforderungen des Datenverkehrs angepasst werden. Während des Experiments im Rahmen des Safe and Secure European Routing (SASER) Projekts konnte über das Glasfasernetz der Deutschen Telekom eine Netto-Übertragungsrate von einem Terabit in einem engen Wellenlängenband erreicht werden. Das ist nahe der theoretisch maximalen Rate der Informationsübertragung des optischen Kanals, die durch das sogenannte Shannon-Limit einer Glasfaser definiert wird. Das Shannon Limit wurde 1948 von Claude Shannon, einem Pionier der Netztechnik und Forscher bei den Bells Labs, entdeckt. Shannon gilt als „Vater der Informationstheorie“.
Der Feldtest nutzt einen neuen Modulationsansatz, der als Probabilistic Constellation Shaping (PCS) bekannt ist. Dieser verwendet das Quadrature Amplitude Modulation (QAM)-Format, um eine höhere Übertragungskapazität über einen definierten Kanal zu erreichen und so die spektrale Effizienz optischer Kommunikation signifikant zu verbessern.
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.
„Künftige optische Netze werden nicht nur deutlich höhere Übertragungsraten bieten, sondern auch dynamisch auf Kanalkonditionen und die Anforderungen des Datenverkehrs reagieren müssen. Die Vorteile von Probabilistic Constellation Shaping ermöglichen es Netzbetreibern und Unternehmen, optische Netze näher am Shannon-Limit zu betreiben. Dies ermöglicht die Vernetzung von Rechenzentren im großen Stil und bietet die notwendige Flexibilität und Leistung für Netze im digitalen Zeitalter“, sagtMarkus Weldon, Präsident der Nokia Bell Labs & CTO von Nokia.
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