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4. Opto-Elektronik

Die sieben wichtigsten Technologien: 4. Opto-Elektronik
aus manager magazin 9/2001

Ziel: Die Brücke schlagen zwischen optischer Signalleitung und elektronischer Datenverarbeitung

Prinzip: Die Übertragungskapazität, vulgo: die "Dicke" der Datenkabel ist das Nadelöhr auf dem Weg von der Industrie- in die Informationsgesellschaft: Der Internet-Verkehr verdoppelt sich alle vier Monate, E-Mails enthalten immer öfter Multimedia - in immer größeren Dateien.

Lösbar ist dieses Problem nur durch Glasfaserkabel. Die übertragen die Bits als winzige, für das menschliche Auge nicht sichtbare Laser- oder Lichtblitze. Die "Backbones", die vieladrigen Hauptschlagadern des Datenverkehrs, sind hier zu Lande deshalb seit rund 20 Jahren auf Glasfasern umgestellt.

Jetzt sollen auch die kleineren Verzweigungen der Kabelnetze für Licht-Bits erschlossen werden, sollen auch Rechner ohne elektrische Impulse auskommen, nur optische Signale verarbeiten.

Für diese Entwicklung sprechen zwei Gründe: Lichtleiter lassen sich besser abschirmen - nach außen wie nach innen. Ein Glasfaserkabel kann deshalb Daten auf mehr Kanälen übertragen als vergleichbare Kupfer- oder andere elektrische Leitungen. Zugleich gelten Lichtleiter auch als der Königsweg zur weiteren Miniaturisierung von Bauteilen, als Element zur Überwindung des Silizium-Zeitalters (siehe auch Nanotechnik Seite 174).

Allerdings lässt sich Licht, zumindest nach den heute bekannten physikalischen Grundlagen, nicht speichern und nicht nach ähnlichen Regeln in ähnlicher Form verarbeiten wie elektrische Ladung.

Deshalb wird die Informations- und Kommunikationstechnologie künftig die optische Datenleitung und deren elektronische Verarbeitung kombinieren. Das am weitesten fortgeschrittene Element wurde in den amerikanischen Bell-Labs entwickelt: In dem so genannten Lambda-Router steuert ein Chip 256 mikroskopisch kleine, in zwei Achsen verstellbare Spiegel an. Die teilen die eingehenden Signale immer jener einzelnen Glasfaser eines größeren Bündels zu, die gerade die größte Kapazität frei hat.

Der Lambda-Router bewältigt zehn Terabit pro Sekunde. Das sind zehn Billionen Schaltungen, zehnmal mehr, als modernste Router mit herkömmlicher Elektronik schaffen. Eine Videoübertragung in Live-Geschwindigkeit und voller Bildschirmgröße ("Streaming") erfordert bis zu vier Megabit (Millionen Bit) pro Sekunde - je Nutzer.

Nachteile: Die Opto-Elektronik ist ein Zwitterwesen. Sie muss immer die Systemgrenzen zwischen den beiden Trägermedien Licht und Elektrizität überwinden, spätestens beim Datenspeichern oder beim Speicherabruf. Das kostet Zeit und Energie, macht diese Teile dann doch störanfällig.

Zeitbedarf: Die ersten Elemente sind bereits auf dem Markt, in wenigen Jahren wird die Opto-Elektronik die tragende Säule für die Konvergenz der Kommunikationsnetze bilden.

Unternehmen: Alcatel, Nortel, Lucent, Siemens.

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