Laser-Datenübertragung: Als Puls besser durch Wolken und Nebel

Quelle: Wissenschaft aktuell (PennState, EurekAlert), 01.11.2004

University Park (USA ) - Von den Delfinen abgeschaut haben US-Ingenieure, die die Datenübertragung per Laser bei Wind und Wetter verbessern wollen. Solche drahtlosen optischen Datenverbindungen, bei denen Sender und Empfänger sich gegenseitig "im Blick" haben müssen, sind bereits seit rund 30 Jahren im Einsatz -- etwa als Verbindung zwischen einzelnen Gebäuden oder für die Kommunikation zwischen Flugzeug und Bodenstation. Allerdings spielt das Wetter bei der Übertragungsqualität eine große Rolle -- Regen, Nebel oder Wolken können die Laserverbindung deutlich stören. Doch nicht so mit der neuen Methode: Sendet man das Laserlicht in ultrakurzen Wellenpaketen, die Delphinlauten ähneln, und mit unterschiedlichen Datenraten, so ist die Übertragung weniger anfällig gegen schlechtes Wetter und transportiert sogar größere Informationsmengen. Das berichteten die Forscher auf der Fachkonferenz Optics East 2004 in Philadelphia.

"Die Methode bietet viele Vorteile: Zum Beispiel können Signale mit niedrigerer Datenrate durch Wolken oder Nebel dringen, was solche mit hoher Rate nicht können. Wenn wir die gleiche Meldung mit verschiedenen Datenraten senden, wird eine von ihnen vermutlich durchkommen", so Mohsen Kavehrad, Professor für Elektroingenieurwesen an der Pennsylvania State University. In Tests zeigte sich, dass mit dem Multi-Datenraten-Ansatz im Schnitt mehr Daten übertragen wurden als mit der herkömmlichen optischen Übertragungstechnik mit 2,5 Gigabit pro Sekunde. Auch war die Verbindung deutlich zuverlässiger und hielt auch bei schlechtem Wetter stets mindestens eine aktive Verbindung offen, so Mohsen.

Kavehrads Team verpackt die Daten in ultrakurze Laserlicht-Pulse, die per Holografie zu Wellenpaketen moduliert und dann unter verschiedenen Datenraten verschickt werden. Die Wellenpakete haben dieselbe Form wie die Lautäußerungen von Delfinen, benötigen minimale Bandbreite und erlauben die Übertragung in ultrakurzen Pulsen, die für Schlechtwetter weniger anfällig sind. Auch die US-Air Force zeigt sich interessiert und unterstützt das Forschungsprojekt.