Photonisches System komprimiert Datenpakete in optischen Leitern „Zeit-Teleskop” beschleunigt Datenübertragung um das 27-fache - scinexx | Das Wissensmagazin
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Photonisches System komprimiert Datenpakete in optischen Leitern

„Zeit-Teleskop” beschleunigt Datenübertragung um das 27-fache

Wissenschaftler haben ein photonisches Instrument konstruiert, das die Geschwindigkeit von Datenpaketen in optischen Leitern von zehn auf 270 Gigabit pro Sekunde erhöht. Wie sie jetzt in der Fachzeitschrift „Nature Photonics“ berichten, komprimiert ihr „Zeit-Teleskop“ Daten-enthaltende Laserpulse, indem es die Frequenzen der Pulse verändert. Das Gerät könnte zukünftig in photonischen integrierten Schaltkreisen auf Computerchips und in der Hochgeschwindigkeitsdatenleitung zum Einsatz kommen.

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Ob Videokonferenzen, Streaming oder Web-TV: Mit steigendem Datenverkehr in den weltweiten Netzen werden immer leistungsfähigere und schnellere Verbindungen gebraucht. Entsprechend fieberhaft sucht die Elektronikindustrie nach Möglichkeiten, die Datenübertragungsrate zu erhöhen und die magische Grenze von 100 Gigabit pro Sekunde oder mehr zu erreichen.

Silizium-Linsen komprimieren Lichtpuls

Jetzt haben Wissenschaftler um Alexander Gaeta von der Cornell Universität in Ithaca, New York, ein photonisches System konstruiert und vorgestellt, das auf verblüffend einfache und billige Art und Weise Datenpakete komprimieren und beschleunigen kann. Zwei Strukturen aus Silizium werden dabei in einem optischen Leiter wie Linsen eingesetzt und fokussieren einen Informationen-übertragenden Laserpuls. Die Datenpakete darin werden dadurch von zehn auf 270 Gigabit pro Sekunde beschleunigt.

27-fache Beschleunigung

Den Forschern, die ihrem Instrument den Spitznamen „Zeit-Teleskop“ verliehen, gelang es damit, elektronische Daten 27-mal schneller als modernste konventionelle Systeme zu übertragen. Analog zu einem normalen Teleskop „vergrößert“ ihr Instrument gewissermaßen die Zeit, die für die Informationsübertragung zur Verfügung steht – oder anders ausgedrückt: Es presst mehr Daten in einen Lichtpuls. Das wird erreicht, indem die „Linse“ die Wellenfront des Laserpulses leicht verlangsamt und den Schluss leicht beschleunigt. Auf diese Weise komprimierten die Forscher einen 24-bit Puls von 2,5 Nanosekunden Dauer auf nur noch 92 Picosekunden.

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Das Instrument könnte beispielsweise in optischen Datenleitungen der globalen Netzwerke eingesetzt werden und damit die Übertragungsraten signifikant steigern. In der gleichen Zeit und Bandbreite könnte dann 27-mal mehr Information gesendet und empfangen werden als bisher.

(Nature, 30.09.2009 – NPO)

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