Ist Glasfaser schneller als Licht?

Damit ist eine elektrische Datenübertragung schneller als eine optische Übertragung. Licht breitet sich im Vakuum mit einer Geschwindigkeit von rund 300.000 km/s aus. In Materie ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit geringer und beträgt im Glasfaserkabel rund 200.000 km/s. Die Propagationsgeschwindigkeit dieser elektromagnetischen Wellen im Kabel beträgt rund 230.000 km/s. Damit ist eine elektrische Datenübertragung schneller als die optische Übertragung.

Glasfasern machen das Internet so schnell wie das Licht. Denn anders als bei herkömmlichen Kupferleitungen werden bei Glasfaserverbindungen die zu transportierenden Daten nicht elektrisch mittels Strom, sondern via Lichtimpuls übertragen. Sie übertragen Lichtteilchen mit hoher Geschwindigkeit über große Entfernungen hinweg – und das nahezu verlustfrei. Australischen Wissenschaftlern des Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) ist es gelungen, die lichtbasierte Datenübertragung via Glasfaser im Vergleich zu heute üblichen Maximalbandbreiten um den Faktor hundert zu beschleunigen. Durch das Ergänzen einer dritten Dimension konnten die Forscher nun aber noch mehr Informationen in den Lichtstrahl packen und die Datenübertragung so deutlich erhöhen. Die australischen Forscher des Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) gaben sich mit den um den Faktor 100 gesteigerten Datenraten, die mit dem gedrehten Licht erzielt werden konnten, nicht zufrieden. Sie forschten weiter und stellten im Mai dieses Jahres mit einer anderen Technologie, die sogenannte „micro-combs“ einsetzt, einen neuen Weltrekord auf. Dafür war keine neue Infrastruktur nötig, sondern lediglich ein Chip. Die sogenannten „micro-combs“ sind optische Frequenzkämme, die einen Regenbogen aus Infrarotlicht erzeugen. Auch wenn unter Laborbedingungen bereits höhere Datenraten erzielt wurden, handelt es sich bei der von den Forschern des RMIT mit optischen Frequenzkämmen erzielten Datenrate von 44,2 TBit/s um die bisher schnellste Glasfaser-Geschwindigkeit unter Praxisbedingungen.

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht hängt vom Medium ab. Im Vakuum erreichen wir c_0, in Glas eben nur etwa 2/3 c_0. 200.000km/s ist die Lichtgeschwindigkeit - nämlich die Lichtgeschwindigkeit in der Glasfaser. Die 300.000 Km/s Lichtgeschwindigkeit die man kennt ist nur im Vakuum, in Glas oder Wasser, also einem Medium ist sie deutlich geringer. Weil Glasfaser nie so rein sein kann, das Licht "ungebremst" zu transportieren - deshalb befinden sich auch in regelmäßigen Abständen Verstärker in Glasfaserleitungen. Zur Erinnerung, der Brechungsindex von Glas liegt bei etwa 1.5. Wäre die Geschwindigkeit von Licht in Glas nicht kleiner, dann gäbe es auch keine Brechung. In allen anderen Medien ist die Lichtgeschwindigkeit geringer.

Glasfasern sind hochelastisch und biegsam. In Glasfaserkabeln reisen in Lichtimpulse umgewandelte Daten nahezu mit Lichtgeschwindigkeit um die Erde. Glasfasern werden auch Lichtwellenleiter genannt, weil Daten in ihnen nahezu mit Lichtgeschwindigkeit um die Erde reisen. Denn während sich elektrische Signale in Kupfer über längere Distanzen abschwächen und immer wieder unter Einsatz von Energie verstärkt werden müssen, leitet Glasfaser die Lichtimpulse widerstandslos weiter. Glasfaser macht es möglich, gleichzeitig megaschnell im Internet zu surfen, Filme in HD-Qualität zu streamen, online zu spielen und per Video mit einem Gesprächspartner am anderen Ende der Welt zu kommunizieren. Alles fast ohne Geschwindigkeitsverlust, denn die Lichtimpulse schießen nahezu widerstandslos durch die Glasfasern. Während es ein durchschnittlicher VDSL-Anschluss auf 50 Megabit pro Sekunde bringt, ist mit Glasfaser bis zu ein Gigabit möglich – fast 20-mal mehr. Testweise ist es schon gelungen, eine Datenmenge von 32 Terabit pro Sekunde durch ein Glasfaserkabel zu schießen. Das entspricht einem Datenvolumen von mehr als 800 DVDs.

Der Grund ist, dass das Licht, das durch das Glasfaserkabel geleitet wird, viel schneller ist als elektrische Signale, die durch Kupferkabel laufen. Im Vergleich zu Kupferkabeln kann Glasfaserkabel eine viel höhere Geschwindigkeit erreichen. Glasfaserkabel können Daten mit mehreren Terabit pro Sekunde übertragen. Damit können grosse Datenmengen in kürzester Zeit übermittelt werden. Glasfaser-Technologie ist ein zentraler Treiber der digitalen Transformation.

Glasfaser ist somit dank Lichtgeschwindigkeit entsprechend schnell(er) – Kupfer physikalisch bedingt entsprechend träger, langsamer. Zudem ist Glasfaser kein geteiltes Medium: Jede Leitung gehört einem einzelnen Nutzer, wodurch die volle Bandbreite rund um die Uhr zur Verfügung steht. DSL hingegen wird von mehreren Haushalten gleichzeitig genutzt, was zu starken Schwankungen der Bandbreite führt – besonders abends und am Wochenende, wenn viele online sind. Glasfaser ist weniger anfällig für Störungen und benötigt weniger Wartung, was auf lange Sicht kostengünstiger und umweltfreundlicher ist – Stichwort Nachhaltigkeit. LichtgeschwindigkeitIn den Glasfasern/Glasfaserleitungen „fließt“ Licht für die Datenübertragung - DSL nutzt Kupfer.

Die Daten werden nicht wie beim DSL-Internet als elektrische Signale losgeschickt, sondern per Lichtwellen. Auf diese Weise erreichen die Daten tatsächlich fast Lichtgeschwindigkeit. Dabei ist Glasfaser nicht nur schneller: Sie kann auch auf einen Schlag viel mehr Daten transportieren. Glasfaser-Technologie ist dagegen ein wahrer Champion: Übertragungsraten von mehr als einem Gigabit sind mit ihr möglich – pro Sekunde. Schnell wie das Licht.