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Institut für Physik
Experimentalphysik: Optik - Prof. Fedor Mitschke
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Übertragungsraten
Die realisierten Datenübertragungsraten über eine einzige Glasfaser haben sich in den letzten Jahren rasant gesteigert. Anfangs wurde die Übertragungsrate durch eine immer schnellerer Abfolge von Lichtimpulsen gesteigert. Dazu wurde die Dauer der verwendeten Impulse mehr und mehr verringern. Allerdings ist die Übertragung von Impulsen mit sehr geringen Dauern mit vielen Komplikationen verbunden. Heute wird ein technisch einfacherer Weg gewählt, indem man Datenströme zugleich bei mehreren Wellenlängen überträgt, dem sogenannten WDM (von engl.: wavelength division multiplex). Dies hat die erziehlten Übertragungsraten erheblich gesteigert. Mit optischen Solitonen in Glasfasern und sogenanntem Dispersions-Management lassen sich weiterhin die Datenübertragungsraten steigern.
Einen kleinen Überblick über aktuelle Forschungsergebnisse aus aller Welt ist im Bild dargestellt. Man erkennt, dass die Marke von 1 TBit pro Sekunde in vielen Fällen überschritten wurde. Die Entfernungen, über die dieses möglich ist, ist groß genug um den Atlantik bzw. den Pazifik zu überbrücken. Auf kürzeren Strecken erreicht man mittlerweile sogar über 10 TBit/s.
Die Datenpunkte entstammen aus folgenden Quellen:
| 1 | S. Aisawa, T. Sakamoto, M. Fukui, J. Kani, M. Jinno und K. Oguchi. |
| Ultra-wideband, long distance WDM demonstration of 1 Tbit/s (50x20 Gbit/s) 600 km transmission using 1550 and 1580 nm wavelength bands. Electronics Letters 34 (11) 1127-1128, Mai 1998. | |
| 2 | M. Nakazawa, K. Suzuki und H. Kubota. |
| Single-channel 80 Gbit/s soliton transmission over 10000 km using in-line synchronous modulation. Electronics Letters 35 (2) 162-164, Januar 1999. | |
| 3 | G. M. Carter, V. S. Grigoryan, R.-M. Mu, C. R. Menyuk, P. Sinha, T. F. Carruthers, M. L. Dennis und I. N. Duling. |
| Transmission of dispersion-managed solitons at 20 Gbit/s over 20000 km. Electronics Letters 35 (3) 233-234, Februar 1999. | |
| 4 | Tyco Telecommunications |
| Tyco Submarine Systems Ltd. demonstrates experimental transmission of 640 Gb/s over 7200 km on a single fiber. http://www.tycotelecom.com/aboutus/view.asp?id=174&type=Press Tyco Submarine Systems Ltd. Pressemitteilung vom 24. Februar 1999 (640 Gbit/s über 7200km). siehe auch: Photonics Spectra 35 (4) 48, 1999. | |
| 5 | C. D. Chen, J. Kim, O. Mizuhara, T. V. Nguyen, K. Ogawa, R. E. Tench, L. D. Tzeng und P. D. Yeates. |
| 40 Gbit/s x 25 ch (1 Tbit/s aggregate capacity) WDM transmission over 342 km of fibre. Electronics Letters 35 (8) 648-649, April 1999. | |
| 6 | S. B. Alleston, P. Harper, I. S. Penketh, I. Bennion, N. J. Doran und A. D. Ellis. |
| 1000 km transmission of 40 Gbit/s single channel RZ data over dispersion managed standard (non-dispersion shifted) fibre. Electronics Letters 35 (10) 823-824, Mai 1999. | |
| 7 | S. Kawanishi, H. Takara, K. Uchiyama, I. Shake und K. Mori. |
| 3 Tbit/s (160 Gbit/s x 19 channel) optical TDM and WDM transmission experiment. Electronics Letters 35 (10) 826-827, Mai 1999. | |
| 8 | C. Scheerer, C. Glingener, A. Färbert, J.-P. Elbers, A. Schöpflin, E. Gottwald und G. Fischer. |
| 3.2 Tbit/s (80 x 40 Gbit/s) bidirectional WDM/ETDM transmission over 40 km standard singlemode fiber. Electronics Letters 35 (20) 1752-1753, September 1999. | |
| 9 | Bell Labs |
| Bell Labs Scientists Demo First Long Distance Triple Terabit Transmission. Bell Labs, Pressemitteilung vom 16. März; 2000 (3,28 TBit/s über 300 km). http://www.bell-labs.com/news/2000/march/16/2.html | |
| 10 | Heinrich-Herz-Institut |
| Wissenschaftlern des Heinrich-Hertz-Instituts und der T-Nova gelingt es weltweit erstmals, eine Datenrate von 160 GBit/s (160 Milliarden Bits pro Sekunde) über eine verlegte Standard-Glasfaser der Deutschen Telekom zu übertragen Heinrich-Herz-Institut, Pressemitteilung vom Oktober; 2000 (0,16 TBit/s über 116 km). http://www.hhi.de/presse/2000/06Okt2000/06okt2000.html | |
| 11 | R. Ludwig, U. Feiste, S. Diez, C. Schubert, C. Schmidt, H. J. Ehrke und H. G. Weber. |
| Unrepeatered 160 Gbit/s RZ single-channel transmission over 160 km of standard fibre at 1550 nm with hybrid MZI optical demultiplexer Electronics Letters 36 (16) 1405-1406, August 2000. | |
| 12 | Siemens |
| Siemens sets new world record in optical data transmission: 7 Tbit/s over a single optical fiber Siemens, Pressemitteilung vom 4. Oktober 2000 (7,04 TBit/s über 50 km). http://www.siemens.de/en2/html/press/press_release_archive/releases/2000100401e.html | |
| 13 | M. Nakazawa, T. Yamamoto und K. R. Tamura. |
| 1.28 Tbit/s-70km OTDM transmission using third- and fourth-order simultaneous dispersion compensation with a phase modulator. Electronics Letters 36 (24) 2027-2029, November 2000. | |
| 14 | Nortel Networks |
| 1.28 Tbit/s (32 x 40 Gbit/s) transmission over 1000 km with only 6 spans. Nortel Networks, Pressemitteilung vom März 2001. http://www.nortelnetworks.com/products/collateral/pdf/ofc2001-21.pdf | |
| 15 | NEC Corporation |
| NEC sets new 10.9 TeraBit/second, ultra-dense WDM transmission capacity world record. NEC, Pressemitteilung vom 22. März 2001 (10,9 TBit/s über 117 km). http://www.nec.co.jp/english/today/newsrel/0103/2201.html | |
| 16 | B. Zhu, L. Leng, L. E. Nelson, Y. Qian, L. Cowsar, S. Stulz, C. Doerr, L. Stulz, S. Chandrasekhar, S. Radic, D. Vengsarkar, Z. Chen, J. Park, K. S. Feder, H. Thiele, J. Bromage, L. Gruner-Nielsen und S. Knudsen. |
| 3.08 Tbit/s (77 x 42.7 Gbit/s) WDM transmission over 1200 km fiber with 100 km repeater spacing using dual C- and L-Band hybrid Raman / erbium-doped inline amplifiers Electronics Letters 37 (13) 844, Juni 2001. | |
| 17 | W. S. Lee, V. Zhu, B. Shaw, D. Watley, C. Scahill, J. Homan, C. R. S. Fludger, M. Jones und A. Hadjifotiou. |
| 2.56 Tbit/s (32 x 80 Gbit/s) polarisation-bit-interleaved transmission over 120 km NDSF with 0.8 bit/s/Hz spectral efficiency Electronics Letters 37 (15) 964-965, Juli 2001. | |
| 18 | Fujitsu |
| Fujitsu Successfully Demonstrates Technology Enabling Optical Wavelength Division Multiplexed Communication Over 7400 km at 2.4 Terabits/Second. Fujitsu, Pressemitteilung vom 24. Oktober 2001 (2,4 TBit/s über 7400 km). http://pr.fujitsu.com/en/news/2001/10/24-1.html | |
| 19 | L. du Mouza, G. Le Meur, H. Mardoyan, E. Seve, S. Cussat-Blanc, D. Hamoir, C. Martinelli, D. Bayart und F. Raineri. |
| 1.28 Tbit/s (32 x 40 Gbit/s) WDM transmission over 2400 km of TeraLightTM-Reverse TeraLigth(C) fibers using distributed all-Raman amplification. Electronics Letters 37 (21) 1300-1302, Oktober 2001. | |
| 20 | Alcatel |
| Alcatel Breaks Another World Record in Long-haul Submarine Optical Transmission Alcatel, Pressemitteilung vom 29. November 2001 (3,65 TBit/s über 6850 km). http://www.home.alcatel.com/vpr/archive.nsf/DateKey/29112001uk | |
| 21 | Alcatel |
| Alcatel Extends Distance for DWDM Optical Terrestrial Transmission with New World Record. Alcatel, Pressemitteilung vom 8. Januar 2002 (5 TBit/s über 1500 km). http://www.home.alcatel.com/vpr/archive.nsf/DateKey/08012002_1uk | |
| 22 | Lucent Technologies |
| Lucent Technologies' Bell Labs scientists set new fiber optic transmission record. Lucent, Pressemitteilung vom 22. März 2002 (2,56 TBit/s über 4000 km). http://www.lucent.com/press/0302/020322.bla.html | |
| 23 | Y. Yamada, S.-I. Nakagawa,Y. Kurosawa, T. Kawazawa, H. Taga und K. Goto. |
| 2 Tbit/s (200 x 10 Gbit/s) over 9240 km transmission experiment with 0.15 nm channel spacing using VSB format. Electronics Letters 38 (7) 328-330, März 2002. | |
| 24 | Mitsubishi Electric |
| Transmission of 1.3 Terabit/Second Optical Signals over 8,400 km. Mitsubishi Electric, Pressemitteilung 2002. http://www.mitsubishielectric.com/news/sc/rd_5_1_b.html | |
| 25 | Agere |
| 3.2 Tbit/s (40 x 80 Gb/s) transmission over 1000 km with 10 km span (25dB loss) and 0.8 bit/s/Hz of spectral efficiency. www.fibers.org, 22 Juni 2002 http://www.fibers.org/whitepapers/pdfs/Agere1.pdf | |
| 26 | T. Matsuda, T. Kotanigawa, A. Naka und T. Imai. |
| 62 x 42.7 Gbit/s (2.5 Tbit/s) WDM signal transmission over 2200 km with broadband distributed Raman amplification Electronics Letters 38 (15) 818, Juli 2002. | |
| 27 | T. Mizuochi, K. Ishida, K. Kinjo, T. Kobayashi, S. Kajiya, K. Shimizu, T. Tokura, K. Motoshima und K. Kasahara. |
| 1.7 Tbit/s (85 x 22.8 Gbit/s) transmission over 9180 km using symmetrically collided transmission methodology. Electronics Letters 38 (21) 1264-1265, Oktober 2002. | |
| 28 | Marconi |
| World's Longest High-Speed Fibre Optic Communications Link Begins Transmission. Marconi, Pressemitteilung vom 19. Dezember 2002 (1,6 TBit/s über 3000 km). http://www.marconi.com/Home/press_office/News%20&%20Events/News%20Archive/2002/December/ World's%20Longest%20High-Speed%20Fibre%20Optic%20Communications%20Link%20Begins%20Transmission | |
| 29 | M. Sauer, J. E. Hurley, S. Ten, J. J. Ferner und S. P. Colby. |
| 1.6 Tbit/s (40 x 40 Gbit/s) transmission over 2160 km of field-deployed dispersion-managed fibre without per channel dispersion compensation. Electronics Letters 39 (9) 728, Mai 2003. | |
| 30 | J. Fatome, S. Pitois, P. Tchofo Dinda und G. Millot. |
| Experimental demonstration of 160-GHz densely dispersion-managed soliton transmission in a single channel over 896 km of commercial fibers. Optics Express 11 (13) 1553-1558, Juni 2003. | |
| 31 | L. F. Mollenauer, A. Grant, X. Liu, X. Wei, C. Xie und I. Kang. |
| Experimental test of dense wavelength-division multiplexing using novel, periodic-group-delay-complemented dispersion compensation and dispersion-managed solitons. Optics Letters 28 (21) 2043-2045, November 2003. | |
| 32 | T. Tsuritani, K. Ishida, A. Agata, K. Shimomura, I. Morita, T. Tokura, H. Taga, T. Mizuochi, N. Edagawa und S. Akiba. |
| 70-GHz-Spaced 40 x 42 Gb/s Transpacific Transmission Over 9400 km Using Prefiltered CSRZ-DPSK Signals, All-Raman Repeaters, and Symmetrically Dispersion-Managed Fiber Spans. Journal of Lightwave Technology, 22, (1), 215-224 Januar 2005. | |
| 33 | J.-X. Cai, D. G. Foursa, L.Liu, C. R. Davidson,Y. Cai,W. W. Patterson, A. J. Lucero, B. Bakhshi,G. Mohs, P. C. Corbett, V. Gupta,W. Anderson, M. Vaa, G. Domagala, M. Mazurczyk, H. Li, S. Jiang, M. Nissov, A. N. Pilipetskii und N. S. Bergano. |
| RZ-DPSK field trial over 13100 km of installed non-slope-matched submarine fibers. Journal of Lightwave Technology, 23, (1), 95ff Januar 2005. | |
| 34 | G. Charlet, E. Corbel, J. Lazaro, A. Klekamp, R. Dischler, P. Tran, W. Idler, H. Mardoyan, A. Konczykowska, F. Jorge, und S. Bigo |
| WDM Transmission at 6-Tbit/s Capacity Over Transatlantic Distance, Using 42.7-Gb/s Differential Phase-Shift Keying Without Pulse CarverRZ DPSK field trial over 13100 km of installed non-slope-matched submarine fibers. Journal of Lightwave Technology, 23, (1), 104ff Januar 2005. | |
| 35 | N. Yoshikane und I. Morita. |
| 1.14 b/s/Hz Spectrally Efficient 50 x 85.4-Gb/s Transmission Over 300 km Using Copolarized RZ-DQPSK Signals. Journal of Lightwave Technology, 23, (1), 108-114 Januar 2005. | |
| 36 | S. Bhandare, D. Sandel, B. Milivojevic, A. Hidayat, A. Fauzi, H. Zhang, S. K. Ibrahim, F. Wüst und R. Noe. |
| 5.94 Tbit/s, 1.49 bit/s/Hz (40 x 2 x 2 x 40 Gbit/s) RZ-DQPSK polarization division multiplex C-band transmission over 324 km. IEEE Photonics Technology Letters, 17, (4) 914-916, April 2005. | |
| 37 | H. G. Weber, S. Ferber, M. Kroh, C. Schmidt-Langhorst, R. Ludwig, V. Marembert, C. Boerner, F. Futami, S. Watanabe und C. Schubert |
| Single channel 1.28 Tbit/s and 2.56 Tbit/s DQPSK transmission Electronics Letters 42 (3) 178-179, Februar 2006. | |
| 38 | Heinrich-Herz-Institut |
| Weltrekord im Glasfasernetz Heinrich-Herz-Institut, Pressemitteilung vom Mai; 2006 (2,56 TBit/s über 160 km). http://www.fraunhofer.de/fhg/press/pi/2006/03/Mediendienst32006Thema2.jsp | |
| 39 | Nippon Telegraph and Telephone Corporation |
| 14 Tbps over a Single Optical Fiber: Successful Demonstration of World's Largest Capacity Nippon Telegraph and Telephone Corporation, Pressemitteilung vom September 2006 (14 TBit/s über 160 km). http://www.ntt.co.jp/news/news06e/0609/060929a.html | |
| 40 | Alcatel-Lucent |
| Alcatel-Lucent achieves a world record 25.6 Terabit/s optical transmission Alcatel-Lucent, Pressemitteilung vom März 2007 (25,6 TBit/s über 240 km). http://www.alcatel-lucent.com/wps/portal/!ut/p/kcxml/04_Sj9SPykssy0xPLMnMz0vM0Y_QjzKLd4w3cQ7SL8h2VAQAu32oaA!!?LMSG_CABINET=Docs_and_Resource_Ctr&LMSG_CONTENT_FILE=News_Releases_2007/News_Article_000199 | |
| 41 | A. H. Gnauck, G. Charlet, P. Tan, P. J. Winzer, C. R. Doerr, J. C. Centanni, E. C. Burrows, T. Kawanishi, T. Sakamoto und K. Higuma. |
| 25.6-Tb/s WDM Transmission of Polarization-Multiplexed RZ-DQPSK Signals. Journal of Lightwave Technology, 26, (1), 79-84 Januar 2008. | |
| 42 | G. Charlet, J. Renaudier, H. Mardoyan, P. Tran, O. B. Pardo, F. Verluise, M. Achouche, A. Boutin, F. Blache, J.-Y. Dupuy und S. Bigo. |
| Transmission of 16.4-Tbit/s capacity over 2550 km using PDM QPSK modulation format and coherent receiver. Journal of Lightwave Technology, 27, (1), 153-157 Februar 2009. | |
| 43 | AT&T |
| AT&T, NEC, and Corning Researchers Complete another Record- Breaking Fiber Capacity Test AT&T, Pressemitteilung vom Mai 2009 (32 TBit/s über 580 km). http://www.att.com/gen/press-room?pid=4800&cdvn=news&newsarticleid=26805 |
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