Schnellere Datenübertragung in vernetzten Rechenzentren mittels Glasfaser-Raummultiplexing
Mit fortschreitender Digitalisierung von Gesellschaft und Wirtschaft stößt die jetzige Netzinfrastruktur zunehmend an ihre Kapazitätsgrenzen. Es besteht großer Handlungsbedarf, eine skalierbare Netzinfrastruktur und dazugehörige Komponenten mit einer hohen Kosten- und Energieeffizienz zu entwickeln. Aktuelle Glasfasernetze nutzen faseroptische Systeme, in denen über verschiedene Wellenlängen parallele Kommunikationskanäle realisiert werden können. Eine weitere Parallelisierungsdimension in der optischen Datenübertragung kann dazu dienen, die Kapazität optischer Netze deutlich zu erhöhen. Neue Glasfasertypen ermöglichen die simultane Ausbreitung von Signalen derselben Wellenlänge in mehreren räumlichen Übertragungspfaden. Diese Eigenschaft erweitert das bekannte Wellenlängenmultiplex- um neue Raummultiplexverfahren, mit denen in faseroptischen Übertragungssystemen ein erheblicher Kapazitätssprung erzielt werden kann.
Im Vorhaben „Skalierung der Kommunikationsinfrastruktur in vernetzten Rechenzentren mittels faseroptischem Raummultiplex (KONFORM)“ werden neue Systemkonzepte zur optimalen Ausnutzung der räumlichen Dimension bei der Datenübertragung in Glasfasern entwickelt. Dabei werden zwei Ansätze, basierend auf Multikern- bzw. Multimodefasern, die mehrere räumlich-parallele Ausbreitungspfade ermöglichen, verfolgt. Ziel des Projekts ist die Demonstration eines Gesamtsystems für Raummultiplexing, das die Datenraten erheblich erhöht. Zudem werden speziell zugeschnittene Steckverbindersysteme erforscht, wozu neuartige 3D-Druckverfahren eingesetzt werden, die integrierte photonische Komponenten mit Multikern- bzw. Multimodefasern verknüpfen.
Das Vorhaben schafft die notwendigen Voraussetzungen, um faseroptische Netzwerkinfrastrukturen innerhalb und zwischen regionalen Rechenzentren zu skalieren und die Übertragungskapazitäten massiv zu steigern. Die dafür untersuchten Lösungsansätze bergen ein hohes Potenzial zur effizienteren Nutzung von faseroptischen Datenverbindungen. Die Entwicklungen konzentrieren sich zwar auf das Raummultiplexing in Glasfaserkabeln, die zugrundeliegende Technologie ist jedoch nicht darauf beschränkt. Perspektivisch hat die Technologie das Potenzial, auch in Metro- und Langstreckenverbindungen Einzug zu halten. Durch die Forschung und Entwicklung im Verbundprojekt KONFORM wird somit ein wesentlicher Beitrag zur Sicherung der technologischen Schlüsselposition Deutschlands geleistet.