Unternehmen brauchen Daten, und Daten brauchen Bandbreite. Hier kommt Glasfasertechnologie ins Spiel, denn nur diese kann mit den modernen Datenanforderungen von Unternehmen Schritt halten. Die folgende Geschichte handelt davon, wie vier promovierte Mitarbeiter über einen Zeitraum von fünf Jahren und nach Tausenden Stunden Forschung ein Dutzend Patente erlangten und das leistungsfähigste Multimode-Glasfaserkabel der Welt entwickelten.

Um zu verstehen, wie bedeutend diese Erfolge sind, empfiehlt es sich, beim grundlegendsten Aspekt der Glasfaser anzusetzen. Glasfaserkabel gibt es in zwei verschiedenen Ausführungen: Singlemode und Multimode. Bei Singlemode-Kabeln wird das Licht auf einem Weg durch die Faser geleitet. Dieser Kabeltyp wird vor allem für Langstreckeninstallationen verwendet, weil das Signal über große Entfernungen nur geringfügig abgeschwächt wird; allerdings sind die Transceiver teuer.

Bei der Multimode-Glasfaser teilt sich das Licht auf und wandert auf unterschiedlichen Wegen durch die Faser, wobei jeder Weg als Mode bezeichnet wird. Da das Signal mehrere Wege nimmt, kommen verschiedene Teile des optischen Signals zu unterschiedlichen Zeiten an, was zu einer Streuung der Datenbits und folglich zu Interferenzen zwischen benachbarten Bits führt. Eine Lösung dieses Problems besteht darin, größere Abstände zwischen den einzelnen Informationsdatenbits zuzulassen, was zwar funktioniert, jedoch die Datenübertragungsraten reduziert. Durch die Streuung wird auch die maximale Übertragungsdistanz (Reichweite) begrenzt. Aufgrund dieser Einschränkungen wird Multimode-Glasfaser traditionell bei Entfernungen von 300 Metern oder weniger eingesetzt.

Der Standard ist … falsch?

Um die Produktleistung zu gewährleisten – wie bei allem, was wir bei Panduit herstellen –, bereiteten sich die Ingenieure darauf vor, die 10-GBit/s-Übertragung über diese neue OM3-Faser zu testen und festzustellen, wie sie funktioniert. Nach Beschaffung eines speziell entwickelten Bitfehlerratentestsystems (BERT) mit einem mindestkonformen Transmitter und Receiver nach 802.3ae-Spezifikation wurde mit den Tests begonnen.

Im Dezember 2003 beschafften und testeten die Ingenieure von Panduit zunächst OM3-Fasern und maßen ihre Leistung bei der maximalen standardspezifischen Kanalreichweite von 300 Metern mit dem mindestkonformen Testsystem. Merkwürdigerweise wiesen die dabei generierten Daten Anomalien auf, die sich nicht erklären ließen.

Heute wissen wir, dass dies das erste Mal war, dass alle Komponenten des Kanals als ein System getestet wurden, was Teil des Problems war. Dies hat damals allerdings niemand erkannt. Andernfalls hätte es uns vielleicht etwas Zeit erspart, weil so für die nächsten fünf Jahre die Suche nach der Ursache für diese Anomalien in den Mittelpunkt unserer Forschung rückte.

Mit der chromatischen Dispersion auf Erfolgskurs

Fünf Jahre intensiver Forschung und Experimente führten schließlich zu einem Aha-Erlebnis: Beim nochmaligen Überprüfen der Daten wurde uns klar, dass die Auswirkungen auf die Kanalleistung mit einer Variation des optischen Spektrums innerhalb der Fasermodes – also mit den Lasereigenschaften des Transmitters – zusammenhängen mussten.

An diesem Punkt wussten wir, dass wir eine wichtige Entdeckung gemacht hatten: Die Leistung eines optischen Kanals kann nicht allein durch die Faserbandbreite bestimmt werden, sondern muss die Wechselwirkung mit den spektralen Eigenschaften der Transceiver einbeziehen. Dies war ein bisher unbekannter, aber außerordentlich wichtiger Effekt, welchen wir „modal-chromatische Dispersion“ getauft und genutzt haben, um eine deutlich verbesserte Glasfaser anzubieten: die dispersionskompensierende Signature Core™-Multimode-Glasfaser.

Weitere Informationen über Signature Core