Een netwerk van Europese universiteiten en bedrijven gaat werken aan ultrasnelle glasvezelcommunicatie. De capaciteit van de snelste fibers willen ze ruim vierhonderd keer verhogen, van 2,5 gigabit naar meerdere terabit per seconde.
Onder de naam Ultrafast Quantum Optoelectronics Network gaan British Telecom, Alcatel, Thomson CSF, GEC, Lucent Technologies en Hitachi met ondermeer de universiteiten van Cambridge en Münster samenwerken aan de capaciteitsverhoging van glasvezelnetwerken. Ze willen binnen tien tot vijftien jaar telecommunicatielasers en apparatuur ontwikkelen voor gegevensoverdracht met snelheden die hoger liggen dan terabit per seconde (1 Tbit is duizend miljard bit). De commercieel verkrijgbare glasvezelverbindingen halen per seconde momenteel 2,5 gigabit (2,5 miljard bit). Systemen voor 10 Gbit/s zijn nog maar net klaar, er is een start gemaakt met de implementatie hiervan. In een laboratoriumopsteling is 40 gigabit/s (300.000 telefoongesprekken via Isdn) al gedemonstreerd.
De nieuwe partners willen op 1 januari 1998 van start gaan en hebben 4 miljoen gulden steun gevraagd aan de Europese Gemeenschap. Dit steekt mager af bij de bedragen die de Japanners spenderen. Zij hebben voor hun eigen Ultrafast-programma zo’n 100 miljoen dollar uitgetrokken over een periode van 1995 tot 2005. Ook zij willen uiteindelijk communicatie met meerdere terabit/s over één kanaal mogelijk maken op het bestaande glasvezelnetwerk van het eilandenrijk. "Voor Ultrafast stampen de Japanners complete instituten en universiteiten uit de grond", zegt prof.ir. Djan Khoe van de vakgroep Telecommunicatie Technologie en Elektromagnetisme (TU Eindhoven).
Kleuren
De vraag naar bandbreedte neemt momenteel veel sneller toe dan de ontwikkeling van de elektronica. Apparatuur voor het verzenden en opvangen van signalen van 10 gigabit/s is nog peperduur. Daarom zijn ondermeer AT&T en Sprint er in het begin van dit jaar toe overgegaan om apparatuur voor ‘wavelenght division multiplexing’ (WDM) aan te schaffen. Met WDM worden optische signalen in verschillende kleuren over één glasvezel verzonden. AT&T investeert momenteel in WDM-apparatuur waarmee op één glasvezel in vier verschillende kleuren kan worden gecommuniceerd. Hierdoor komt de oorspronkelijke capaciteit van 2,5 gigabit/s op 10 gigabit/s liggen. Voor elk van de vier golflengtes moet aan beide uiteinden van de vezel weliswaar vier keer zoveel elektronica worden geïnstalleerd, maar dat is op dit moment nog altijd goedkoper dan de benodigde apparatuur voor 10 gigabit/s.
Lucent Technologies verwacht dat 40 gigabit/s binnen twee tot drie jaar realiteit wordt. Tegen die tijd zal ook de elektronica voor snelheden van 10 gigabit/s betaalbaar worden, zodat via WDM met 8, 16 of 32 kanalen communicatie met 80 tot 320 gigabit/s over één glasvezel mogelijk wordt. Het Japanse NTT heeft op laboratoriumschaal al zeven parallelle kleuren van ieder 200 Gbit/s (samen 1,4 terabit/s) getransporteerd.
Dispersie
In Japan concentreert het lange-termijnonderzoek zich op het versnellen van communicatie door kortere pulsen, met als doel Tbit/s per kleur. Het land heeft al miljarden geïnvesteerd in een glasvezelnetwerk met zogenoemde dispersion shifted fibers. Deze glasvezels hebben het voordeel dat lichtpulsjes over zeer lange afstanden nauwelijks vervormen. Tot voor kort was de heersende opvatting dat de Japanners hiermee een beoordelingsfout hebben gemaakt, omdat de ‘dispersion shifted’ fiber minder geschikt is voor communicatie bij verschillende golflengtes. Door de niet-lineariteit van glas kan de energie van de ene kleurenband naar de andere kleur weglekken. Een lichte puls bij 1552 nanometer kan bijvoorbeeld een satelliet bij 1448 nanometer krijgen en signalen in de andere kleur verstoren. In veel van de Amerikaanse en Europese netwerken is dat niet zo’n probleem, omdat de kleuren met verschillende snelheden door de glasvezel lopen (dispersie drukt het overloop-effect weg).
Optisch schakelen
Lucent Technologies presenteerde begin juli op de OECC ’97 (Optoelectronic & Communications Conference) in Seoul, Korea, echter een techniek waarmee ‘dispersion shifted’ fibers wel meerdere golflengtes kunnen transporteren. De Eindhovense hoogleraar Khoe die de conferentie bezocht: "Met deze ‘dispersion management’-techniek is het mogelijk om zowel golflengte- als tijd-multiplex systemen naar behoefte te verbeteren." Over de haalbaarheid van terabit-snelheden met één kleur over één glasvezel zegt hij: "Begin jaren zeventig was ik getuige van de ontwikkeling van de eerste CD-lasers. Het management van Philips zou toen hebben gelachen als we hadden voorspeld dat die lasers in de toekomst voor minder dan de prijs van een gloeilamp in muziekspelers zou worden toegepast. Terabit-telecommunicatielasers, terabit optische signaalverwerking en terabit optisch schakelen bevinden zich momenteel op hetzelfde niveau."
