Japan - Olympischer Internet-Geschwindigkeitsrekord

Die Entwicklung des Internets im 21. Jahrhundert hat unser tägliches Leben revolutioniert, und bisher gibt es keine Anzeichen dafür, dass sie sich verlangsamt. Man könnte sogar versucht sein zu sagen, dass wir uns einer "digitalen Gesellschaft" immer mehr annähern. Und was damit zusammenhängt, ist, dass wir mit dem Fortschritt der modernen Internettechnologien einen immer schnelleren Zugang zum Internet brauchen. Im Zeitalter des ständigen Strebens nach höheren Datengeschwindigkeiten haben japanische Forscher des Nationalen Instituts für Informations- und Kommunikationstechnologie (NICT ) einen neuen Rekord für die Internetgeschwindigkeit aufgestellt. Die Ingenieure erreichten eine Datenübertragungsrate von 319 Terabit pro Sekunde (Tbps)! Und das ist ein neuer Weltrekord!

Um dieses Ergebnis (319 Tbps) zu erreichen, entwickelten die Forscher am NICT eine neue 4-Kern-Glasfaser mit einem Durchmesser von 125 µm (statt einer), und zusätzlich wurde ein 552-Kanal-Kammlaser verwendet. " NICT baute ein Langstrecken-Übertragungssystem um eine 4-Kern-Glasfaser mit einem Standard-Abschirmungsdurchmesser, um die Vorteile der größeren Übertragungsbandbreite zu nutzen." Es sei auch daran erinnert, dass der vorherige Rekord vor weniger als einem Jahr, im August 2020, aufgestellt wurde und 179 Tb/s betrug. Dies sind wirklich bemerkenswerte Leistungen, wenn man bedenkt, dass IBMs "Holy Optochip"-Unternehmen im Jahr 2012 die erste optische Übertragung mit einer Geschwindigkeit von 1 TBit/s realisiert hat. Wie Sie sehen können, haben sich die Internetgeschwindigkeiten in den letzten zehn Jahren deutlich erhöht.

Die obige Abbildung zeigt ein ideologisches Diagramm des von japanischen NICT-Ingenieuren entwickelten Übertragungssystems. Es folgt eine kurze Erläuterung der verschiedenen Phasen der Datenübertragung:

1. 552 optische Träger verschiedener Wellenlängen werden gemeinsam im Frequenzkamm erzeugt.

2 Polarisationsmultiplex 16QAM-Modulation wird auf die Ausgangslichtquelle (mit optischem Frequenzkamm) angewendet, während Verzögerung hinzugefügt wird, um verschiedene Signalsequenzen zu erzeugen.

3. Jede Signalfolge wird in einen Kern des 4-adrigen Lichtwellenleiters eingefügt.

4. Nach der Ausbreitung in einer 69,8 km langen 4-Kern-Glasfaser werden die Übertragungsverluste durch optische Verstärker in den S-, C- und L-Bändern ausgeglichen. Das Signal wird über einen Schleifenschalter in den 4-Kern-Lichtwellenleiter eingespeist. Durch die Wiederholung dieser Übertragung in der Schleife betrug die endgültige Übertragungsdistanz sogar 3001 km.

5 Das Signal wurde von jeder Ader empfangen und der Übertragungsfehler wurde gemessen.

Im obigen Diagramm des Übertragungssystems wurde die Datenrate durch die Verwendung einer fehlerkorrigierenden Kodierung im übertragenen Bitstrom bestimmt.

Dieses Diagramm wiederum stellt die Versuchsergebnisse dar und zeigt die Datenrate (Durchsatz) nach der Dekodierung. Obwohl es einige Unterschiede gibt, liegt die durchschnittliche Datenrate pro Kanal bei 145 Gigabit pro Sekunde für jeden Kern. Im Gegensatz dazu lag die durchschnittliche Datenrate für die kombinierten Superkanäle (4 Kerne) bei über 580 Gigabit pro Sekunde! Auf 552 Wellenlängenkanälen wurde eine Datenrate von 319 Terabit pro Sekunde erreicht.
Die Forscher stellten auch fest, dass die übertragenen Informationen und Daten die Geschwindigkeit des Internets nicht beeinträchtigten oder verlangsamten, selbst wenn sie über große Entfernungen von bis zu 3001 km übertragen wurden. An dieser Stelle ist jedoch zu erwähnen, dass das "Langstreckensystem" im Labor mit Hilfe von Wendelkabeln simuliert wurde.

Die daraus resultierende Internetgeschwindigkeit ist etwa 16 000 Mal schneller als die der 5G-Technologie, die ohnehin nur in bestimmten Teilen der Welt verfügbar ist. Die Durchführung des Experiments auf nationaler oder sogar regionaler Ebene wird jedoch extrem teuer sein. Außerdem sind die Kosten einer der Hauptaspekte bei der Entwicklung des Internets in großem Maßstab, und die Nutzer wollen keine hohen Beträge für den Zugang zum Hochgeschwindigkeitsinternet bezahlen. Die Forscher von NICT haben herausgefunden, dass die experimentelle Technologie weit über 5G hinausgeht und weitaus praktischer ist als 5G!

Was kann man mit Internetgeschwindigkeiten von 319Tb/s machen?

Wahrscheinlich fragen sich jetzt viele von uns, wie eine so hohe Datenübertragungsgeschwindigkeit genutzt werden kann. Ich möchte Ihnen einige Anregungen geben. Mit einer so hohen Internetgeschwindigkeit ist es möglich, über 7000 hochauflösende Filme in nur einer Sekunde herunterzuladen. Bei einer Internetgeschwindigkeit von 319 TB/s können Sie auch alle Filme aus der Netflix-Bibliothek, die laut RealGood 3781 Filme umfasst, in weniger als einer Sekunde herunterladen.

Es ist jedoch wichtig, daran zu denken, dass 4-core fibre nicht zum Herunterladen ganzer Bibliotheken von Filmen und Fernsehsendungen entwickelt wurde. Das Hochgeschwindigkeits-Internet wurde entwickelt, um große Datenmengen über große Entfernungen zu übertragen. Die Forscher erwähnen auch, dass das 4-Kern-Glasfasersystem noch weiter verfeinert werden muss, bevor es in der realen Welt eingesetzt werden kann. Außerdem könnte der Aufbau eines solchen Netzes in großem Maßstab sehr teuer sein. Die äußerst wichtige Neuigkeit ist, dass die neuen 4-Kern-Leitungen in eine "Standardverkleidung" passen. Das bedeutet, dass sie von der bestehenden Infrastruktur unterstützt werden können.

Die von den NICT-Wissenschaftlern erzielten Fortschritte werden wahrscheinlich die Schaffung eines noch schnelleren Backbone-Netzes in der Zukunft beeinflussen. Es wird erwartet, dass die 5G-Technologie letztendlich Geschwindigkeiten von etwa 10 Gbps bieten wird. Dies ändert jedoch nichts an der Tatsache, dass 5G immer noch mit Mikrozellen und sogar mit den riesigen Glasfasernetzen des bestehenden Internets verbunden werden muss. Deshalb sind die Verbesserungen in der Glasfasertechnologie, die NICT vorgenommen hat, von großer Bedeutung. Die Entwicklungen in der Glasfasertechnologie machen den Traum von einem 6G-Netz zu einer sehr realen und äußerst spannenden Perspektive.

Autor:
Leszek Blaszczyk