Optische Telekommunikation: Grenzen des Wachstums?

Faseroptische Telekommunikation hat in den letzten Jahren eine noch nie da gewesene Entwicklung erfahren. Tatsächlich ist die Wachstumsrate der Datenübertragung mit Fasern größer als die der Computerleistungen, wie durch Moore's Gesetz beschrieben. Man fragt sich, ob diese Entwicklung ständig so weiter gehen kann. Die einfache Antwort ist: Es geht nicht.

Laut Shannon's berühmtem Theorem ist die endgültige Datenübertragungskapazität von Glasfasern begrenzt auf die verfügbare Bandbreite mal einem Faktor, der von dem Format der Kodierung abhängt. Die Übertragung mit Binärkodierung (der bisherige Standard) wird bald die endgültige Grenze erreichen. Weiterer Fortschritt wird dann nur mit Verfahren möglich sein, die es erlauben, mehr als ein Bit Information per Zeittakt zu übertragen.

Jedoch ist eine herkömmliche Kodierung von mehr als zwei Werten, entweder in Amplitude oder Phase, aufgrund von störenden nichtlinearen Mischprozessen in der Faser nur sehr begrenzt nutzbar.

Die einzig denkbare Lösung wäre eine Kodierung mit Hilfe eines "Alphabets" aus mehr als zwei Buchstaben, wobei die physikalische Darstellung jedes Buchstabens die gleiche Robustheit und Fähigkeit zur Selbstheilung haben müsste, wie man es von Solitonen kennt. Weit hergeholt?

Hier kommen die von uns kürzlich entdeckten Solitonen-Moleküle ins Spiel:
Wir schlagen vor, dass das "Alphabet" aus den Buchstaben "kein Impuls", "Standard-Soliton" und "Solitonenmolekül" bestehen könnte sowie aus möglicherweise noch komplexeren Solitonenmolekülen, deren Existenz noch zu beweisen wäre.