Wie das IEEE Spectrum in der Ausgabe September 2024 berichtet, wurde auf der Optcal Fiber Communication Conference 2024 in San Diego ein neues rekordbrechendes Verfahren für die optische Datenübertragung vorgestellt. Nokia Bell Labs und die in Hong Kong ansässige Firma Amonics übertragen dazu Signale in Wellenlängenbereichen, die in der bisherigen optischen Infrastruktur weitgehend ungenutzt waren. In der Summe der neuen und der bereits seit Jahren genutzten Wellenlängen ist über eine einzelne Glasfaser eine Datenrate von 402 Terabits pro Sekunde (Tbit/s) möglich. Das ist ungefähr viermal so hoch wie in der kommerziell installierten Basis von Lichtwellenleitern (LWL) realisiert. In 2023 hatten NICT und einige andere Firmen ein Verfahren für die Übertragung von 301 Tbit/s über eine einzige Glasfaser vorgestellt.
Der Trick für die Erschließung neuer Wellenlängenbereiche ist die Dotierung des Glasmaterials mit Atomen von seltenen chemischen Elementen wie Erbium. Das neue Verfahren verwendet eine Mischung aus Bismut und Germanium für die Dotierung.
In Glasfasern werden bisher hauptsächlich die Wellenlängenbereiche O-Band (1.260 bis 1.360 Nanometer – nm) sowie S-Band (1.460 bis 1.530 nm) genutzt. Mit Dotierungen erschließt man auch den Bereich E-Band (1.360 bis 1.460), den Bereich C-Band (1.530 bis 1.625 nm) sowie den Bereich U-Band (1.625 bis 1.675 nm).
Hier gibt es eine Analogie zu Funkverfahren. Von Generation zu Generation nutzen WiFi und Mobilfunk weitere Frequenzen. Der Unterschied der optischen Übertragung im Vergleich zum Funk liegt darin, dass nicht irgendwelche Legacy-Verfahren die Nutzung neuer Wellenlängen verhindern, sondern optische Eigenschaften von Glas. Somit liegt der Schlüssel zum Fortschritt in der optischen Datenübertragung in der Optimierung des Mediums und der Verstärker (Amplifier) zum Beispiel durch Dotierung. Man geht davon aus, dass die Ausnutzung des gesamten infrage kommenden Spektrums mit Datenraten bis 600 Tbit/s verbunden sein wird.
Die praktischen Konsequenzen der LWL-Weiterentwicklung bestehen hauptsächlich darin, dass Glasfasern besser genutzt werden können. Vor allem bei Service-Providern sind diese Vorteile relevant. Der technische Fortschritt kommt jedoch mit einiger Verzögerung auch bei den privaten Netzen an.
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