Ein einzelnes Glasfaserkabel überträgt Strom und Daten über 10 km

Aug 21, 2023

Das Versenden von Daten kostet Strom. Warum also nicht einen Teil davon am Zielpunkt nutzen?

Forschern der Nippon Telegraph and Telephone Corporation (NTT) und des Kitami Institute of Technology der Hokkaido National University Organization ist es gelungen, den Rekord für die Stromversorgung über weite Entfernungen über ein einziges Glasfaserkabel zu brechen. Die Ergebnisse, die bisher nur für eine Entfernung von bis zu zwei Kilometern erreicht wurden (aufgrund der optischen Intensitätsgrenzen innerhalb der Glasfaser selbst), eröffnen Möglichkeiten für Katastrophenhilfe/Wiederherstellung und Stromversorgung an abgelegenen Orten, ohne dass eine komplexe elektrische Infrastruktur gebaut werden muss (bzw wieder aufgebaut). Den Forschern gelang es, über eine Entfernung von 10 km mehr als 1 W zu liefern (zusätzlich zum Hochgeschwindigkeits-Datenaustausch, der durch Glasfaser ermöglicht wird).

Dabei kommt die Multicore-Glasfaser (MCF) von NTT zum Einsatz – eine Technologie, die durch ihren standardmäßigen Glasdurchmesser von 125 μm die Kompatibilität mit der bestehenden Glasfaserinfrastruktur gewährleistet. Da es sich jedoch um ein Multicore-Glas handelt (d. h. es gibt mehrere einzelne optische Stränge im Standardglas), kann jeder dieser Kerne für seinen eigenen Zweck genutzt werden. Um die Leistungsabgabe zu maximieren, kann jedoch die Verwendung mehrerer Kerne zur Leistungsübertragung erforderlich sein.

Genau das hat das Forschungsteam jedoch getan. Die Wissenschaftler haben eine Lichtquelle mit einer Wellenlänge von 1.550 nm in alle vier optischen Kerne geschoben. Für die Datenübertragung wurden zwei der Kerne mit einer zusätzlichen Wellenlänge um 1.310 nm versehen, sodass sowohl Downlink- als auch Uplink-Daten (mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 10 Gbit/s) huckepack übertragen werden konnten. Am Ende gelang es den Forschern, etwa 1 W Leistung über eine Distanz von 14 Kilometern zu senden und damit einen Weltrekord von 14 W/km für ihr optisches Stromversorgungssystem zu erreichen.

In den letzten Jahren gab es eine Reihe von Fortschritten in der Photonik-Technologie, und diese spezielle Forschung ermöglicht nun die Bereitstellung von Energie über große Entfernungen und ermöglicht gleichzeitig die kabelgebundene Kommunikation. Es handelt sich um eine unglaublich einfache und kostengünstige Lösung für die stromsparende Bereitstellung über Entfernungen und fehlende elektrische Infrastruktur, die in Zukunft sicherlich Anwendung finden wird.

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Francisco Pires ist ein freiberuflicher Nachrichtenautor für Tom's Hardware mit einem Faible für Quantencomputing.

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