"Drehender" Laser transportiert mehr als 1 Terabit/s
Forscher der University of Southern California setzen für die Datenübertragung per Laser den Bahndrehimpuls ein, mit dessen Hilfe sie die Übertragungskapazität eines monochromatischen Lasers vervielfachen konnten.
Einem internationalen Forscherteam ist es gelungen, rund 1,4 Terabit pro Sekunde per Laser zu übertragen, beschreiben sie in einem Artikel in der Fachzeitschrift nature photonics. Die Wissenschaftler nutzten dafür den Bahndrehimpuls (Orbital Angular Momentum, OAM). Dieser Impuls beschreibt bei einer elektromagnetischen Welle die räumliche Feldverteilung. Er wird beispielsweise bei der Elektronenmikroskopie zur Auflösungssteigerung verwendet.
Die Forscher der University of Southern California konnten insgesamt acht solcher OAM-Wellen zuverlässig multiplexen und demultiplexen. Das ist bemerkenswert, weil die Signaltrennung umso schwieriger wird, je mehr verschiedene Drehimpulse die Welle trägt. Auf einer einzigen Wellenlänge (1600 Nanometer) kamen bei vier Drehmomentkanälen mit jeweils zwei Polarisationen 1,37 Terabit/s zusammen – allerdings auf die sehr kurze Entfernung von etwa einem Meter. Auch soll diese Technik nicht über heute gängige Glasfaserkabel funktionieren.
Einen vergleichbaren Weg hatten Ende Juni 2011 bereits Fabrizio Tamburini und Kollegen bei einem öffentlichen Versuch beschritten, bei dem sie in einem Richtfunksystem unterschiedliche Signale über zwei OAM-Wellen übertragen hatten. Theoretisch lässt sich so die Kapazität etwa von Mobilfunknetzen oder WLANs mittels Hardware weiter steigern, ohne dafür breitere Funkkanäle oder neue Frequenzblöcke zu benötigen.
Allerdings gibt es auch Skeptiker in der Fachwelt: Wissenschaftler der schwedischen Universität Lund vergleichen OAM mit dem etwa bei WLAN seit 2005 etablierten MIMO (Multiple Input, Multiple Output). Ove Edfors und Anders Johansson kommen in ihrer Arbeit zum Schluss, dass OAM eine Teilmenge von MIMO darstellt, weil beide Techniken bei bestimmter Konfiguration die gleichen Übertragungsmoden der Funkwelle produzieren. Damit wären OAM und MIMO nicht kombinierbar, sondern nur alternativ einsetzbar.
[Update 26.6.2012 13:51]: Überschrift korrigiert, ursprünglich hieß es "... mehr als 1 GBit/s"
(rek)
