NYPHE

Nyquist Silicon Photonics Engine

Kongressbibliothek in dreieinhalb Minuten lesen

Die Entstehung und Verbreitung des Internets hat zu gravierenden Änderungen in vielen Bereichen des Lebens geführt und wird hinsichtlich seiner kulturellen Bedeutung oft mit der Erfindung des Buchdrucks gleichgesetzt. Laut „Cisco Visual Networking Index: Forecast and Methodology, 2016-202“ wird die Zahl der Geräte, die mit dem Internet verbunden sind, im Jahr 2021 dreimal so hoch sein wie die Weltbevölkerung. Allein in Westeuropa wird der Internetverkehr zu diesem Zeitpunkt ein Datenvolumen von 24 Exabyte umfassen. Das entspricht dem Dateninhalt von sechs Milliarden DVDs oder dem 2,4-millionenfachen des Datenvolumens, das der gesamte Buchbestand der Kongressbibliothek in Washington mit ca. 35 Millionen Büchern umfasst.

Um diese Datenmenge übertragen und die Funktion des Internets auch unter solchen Anforderungen sicherstellen zu können, müssen neue Übertragungsverfahren erforscht und entwickelt werden, die insbesondere in den Datencentern die benötigten Datenübertragungsraten von 400 Gigabit pro Sekunde ermöglichen. Bei dieser Übertragungsrate dauerte die Übertragung des Buchinhalts der Kongressbibliothek etwa dreieinhalb Minuten.

Maßgeschneiderte Lichtblitze für das Internet von morgen

Die schnelle Übertragung von Daten erfolgt heute in der Regel optisch. Informationen im Internet werden digital übertragen, d. h. die eigentliche Information – ob es sich um Bilder, Musik oder Filme handelt – wird in einer Abfolge von 0 und 1 codiert. Diese Abfolge von 0 und 1 lässt sich vereinfacht gesagt durch eine Folge von Hell und Dunkelzuständen übertragen. Dabei werden jedoch die Zeitpunkte für die Zustände „Licht an“ und „Licht aus“ durch die Übertragung über eine Glasfaser ungenauer. Bei bei hohen Datenübertragungsraten sind sehr kurze Zeitdauern für die Hell- und die Dunkelphasen erforderlich.

Die sehr kurzen Übertragungszeiten können dazu führen, dass man nach der Übertragung die einzelnen „An“-„Aus“-Phasen nicht mehr voneinander unterscheiden kann. Die übertragene Information ist verloren. In dem vorliegenden Vorhaben soll deshalb erforscht werden, wie das Licht ein- und ausgeschaltet werden muss, um Hell- und Dunkelphasen auch nach der Übertragung über eine Glasfaser klar voneinander unterscheiden zu können und so die Information ohne Verluste auch bei sehr hohen Raten zu übertragen.

Dazu sollen „maßgeschneiderte“ Lichtblitze eingesetzt werden, die in einem photonischen Schaltkreis erzeugt, in eine Glasfaser eingekoppelt und übertragen werden. Dies soll Datenübertragung mit sehr hoher Geschwindigkeit ermöglichen. Solche Lichtblitze oder Lichtpulse, die sich ohne zu „verlaufen“ über eine Glasfaser übertragen lassen, werden auch als Nyquist-Pulse bezeichnet, nach einem der Pioniere der modernen Informationsübertragung, Harry Nyquist.

Wenn die Arbeiten erfolgreich abgeschlossen werden können, steht ein essentieller Baustein für das Internet von morgen zur Verfügung.

Ansprechpartner

Dipl.-Phys.Martin Sellhorst
+49 211 6214-579

Projektdetails

Koordinator

Dr.Hanjo Rhee
Sicoya GmbH
Carl-Scheele-Str. 16, 12489Berlin
+49 30 6392-6972

Projektvolumen

ca. 2,5 Mio. € (Förderquote 59,6%)

Projektdauer

01.04.2019 - 31.03.2022

Projektpartner

Sicoya GmbHBerlin
TU Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig - Institut für HochfrequenztechnikBraunschweig
TU DresdenDresden
Universität Paderborn - Heinz Nixdorf Institut (HNI)Paderborn
LEONI Fiber Optics GmbHFöritztal