Hamburg - Mit einem neuen Verfahren hat ein internationales Forscherteam eine Datenmenge von rund 1,37 Terabit pro Sekunde per Laser durch die Luft übertragen. Das entspricht 171 Gigabyte - beziehungsweise der Kapazität von mehr als 36 DVDs mit je 4,7 Gigabyte.

Die Methode lasse sich mit anderen Technologien zur Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung kombinieren und habe das Potential, deren Kapazität zu vervielfachen, schreibt die Gruppe um Jian Wang von der University of Southern California in Los Angeles im Fachblatt "Nature Photonics"  . Allerdings müssen zuvor noch verschiedene praktische Hürden genommen werden.

Viele Forschergruppen suchen nach Möglichkeiten, die Übertragungskapazität zu steigern. Ein üblicher Weg ist, auf derselben Strecke mehrere Kanäle zu kombinieren. Dazu lassen sich verschiedene Eigenschaften der elektromagnetischen Strahlung ausnutzen, beispielsweise die Schwingungsebene der Strahlung, die sogenannte Polarisation. Fernsehsatelliten verdoppeln beispielsweise ihre Übertragungskapazität, indem sie die eine Hälfte der Programme mit horizontaler Polarisation ausstrahlen und die andere Hälfte mit vertikaler.

Ein anderer Weg ist, mehrere Wellenlängen zu kombinieren. So haben etwa Karlsruher Forscher kürzlich mit der Aufteilung eines Laserstrahls auf 325 verschiedene Wellenlängen eine Übertragungskapazität von 26 Terabit pro Sekunde erreicht - das entspricht rund 700 DVDs pro Sekunde.

Licht gedreht

Das Team um Wang nutzte nun eine weitere Methode, um zusätzliche Kanäle zu öffnen. Die Forscher prägten einem Laserstrahl fester Wellenlänge verschiedene Muster auf, die Wellenfront bekam dazu einen Drehimpuls. Dadurch entstanden verschieden rotierte Wellen, die sich in einem Strahl gemeinsam übertragen und anschließend wieder voneinander trennen lassen. So lassen sich auch bereits polarisierte Wellen in mehrere Kanäle aufteilen, und zwar bei jeder separaten Wellenlänge einzeln.

Die Wissenschaftler splitteten einen Laserstrahl zunächst in zwei Polarisationsebenen auf und prägten dann jeweils vier Drehmuster auf. So verachtfachten sie die Übertragungsrate auf rund 1,37 Terabit pro Sekunde.

Für eine praktische Anwendung taugt das Verfahren jedoch noch nicht. So sind bestehende Glasfaserkabel nicht geeignet, das gedrehte Licht ungestört über große Distanzen zu übertragen. Auch die Luftunruhe verändert die Drehmuster. Die Gruppe übertrug ihre Daten lediglich einige Meter weit durch die Luft.

Andere Forscher haben zwar gezeigt, dass eine ungestörte Übertragung über mehrere hundert Meter über einer Stadt möglich ist. Für einen möglichen Einsatz zwischen Erde und Satelliten, ist die Luftunruhe jedoch zu stark. Lediglich für die Kommunikation von Satelliten untereinander gibt es diese Hürden nicht.