Neue Entwicklungen in der optischen Nachrichtentechnik

Glasfasern dämpfen optische Impulse so wenig, daß sie in heutigen Nachrichtennetzen die bis zu 2 Milliarden optischen Informations-Bits pro Sekunde aus Halbleiterlasern Hunderte von Kilometern ohne Regeneration übertragen. Wenn beim Empfang der optischen Impulse anstelle der direkten Umwandlung in elektrische Stromimpulse mit Überlagerungsempfang gearbeitet wird, darf die Faserstrecke zwischen Regeneratoren noch gut hundert Kilometer länger sein. Mit Glasfaserlasern als Zwischenverstärker können es sogar an die tausend Kilometer sein. Wenn die Faserkerne mit erhöhter Brechzahl ausgeführt und so verengt werden, daß sie bei den optischen Wellenlängen geringster Dämpfung die Signalimpulse auch nur noch minimal verzerren, können mit Faserzwischenverstärkern aber ohne Regeneratoren selbst die Tausende von Kilometern transkontinentaler und transozeanischer Verbindungen überbrückt werden. In Zukunft wird man mit schnellen optischen Schaltern bis zu 100 Milliarden Signalimpulse pro Sekunde erzeugen und sie als Glasfaser-Solitonen und mit Faserverstärkern über praktisch unbegrenzte Entfernungen übertragen können. Die Übertragungskapazität alleine läßt sich mit Wellenlängenmultiplex vervielfachen, bei dem viele optische Träger verschiedener Wellenlänge überlagert und in jeweils einer Faser gemeinsam übertragen werden. Um in den Knotenpunkten zukünftiger Nachrichtennetze Informationsflüsse von vielen Billionen Bits pro Sekunde zu vermitteln, wird man das räumliche Schalten durch zeitliches Verschachteln und durch Verteilen der Signalflüsse auf viele optische Träger verschiedener Wellenlänge erweitern. Für diese optische Vermittlung ebenso wie auch für die Teilnehmeranschlüsse müssen integrierte photonische und optoelektronische Schaltungen, ähnlich wie die integrierten Schaltungen der Mikroelektronik, entwickelt werden. Insbesondere brauchen kostengünstige Teilnehmeranschlüsse eine integrierte Optoelektronik, die Verstärker, Laser, Photodetektoren und optische Sende-Empfangsduplexer auf einem winzigen Halbleiterchip zusammenfaßt.