Datenübertragung in Netzwerken Der nächste Schritt zum 50-Gigabaud-Glasfaserkabel

Das Fraunhofer IPT will eine günstigere Herstellungmethode für Faserkopplungen entwickeln.
Das Fraunhofer IPT will eine günstigere Herstellungmethode für Faserkopplungen entwickeln.

In Rechenzentren werden immer höhere Datenübertragungsraten benötigt. Nur optische Übertragungstechniken mit teuren Faserkopplungen können das leisten. Das Fraunhofer IPT forscht nun an günstigeren Fertigungsprozessen für Koppler.

Die Datenübertragung in Hochleistungsnetzwerken erfolgt über Glasfaserkabel. Ein 50-Gigabaud-Glasfasernetz kann eine schnelle, optische Datenübertragung fast ohne Zeitverlust über 500 m gewährleisten. Dazu werden monomodale Kabel verwendet, die nur eine einzelne Lichtleitfaser benötigen. Sie sind über sogenannte Faserkoppler mit photonischen integrierten Schaltkreisen (PIC) verbunden.

Damit bei der Übertragung keine Daten verloren gehen, besteht ein hoher Anspruch an die Faserkoppler. Sie sind wenige Millimeter groß und bestehen aus hochpräzisen gläsernen Mikro-Optiken. Allerdings gibt es bis heute keine kostengünstigen, leistungsfähigen Faserkopplungen. Das Fraunhofer Institut für Produktionstechnologie IPT entwickelt nun gemeinsam mit der RWTH Aachen im Projekt »Efficientlight« einen Fertigungsprozess, der die Herstellungskosten senken soll.

Welche Glasumformung ist günstiger?

Zur Herstellung von Mikro-Optiken sind Glasumformprozesse nötig, die die Wissenschaftler weiterentwickeln wollen. Die Forscher prüfen die Anpassung von zwei unterschiedlichen Umformverfahren für die Glaselemente. Zum einen das Präzisionsblankpressen, bei dem Glasrohlinge direkt in einer Umformanlage erhitzt und abgeformt werden. Zum anderen das kostengünstigere Nicht-isotherme Blankpressen, bei dem das Material vorab außerhalb der Maschine auf die erforderliche Temperatur gebracht wird.

Verbesserung der Herstellungsschritte

Auch bei der Herstellung der Mikro-Optiken auf Waverebene möchten die Forscher Einsparungen erzielen. Dazu werden viele identische Elemente in einem einzigen Umformschritt auf einem Glaswafer produziert. Erst später werden die gepressten Faserkoppler voneinander getrennt. Auch untersucht das Team in dem Projektabschnitt, wie sich die Effizienz des Herstellungsprozesses und der nachfolgenden Fertigungsschritte weiter verbessern lässt.

Außerdem betrachten die Forscher die Montage der Mikrobauteile. Anhand von Testmodulen werden alle Fertigungsschritte im Zusammenhang mit der gesamten Prozesskette überprüft und die Bauteile in einer realen Netzwerkumgebung getestet.

Das Forschungsprojekt läuft über drei Jahre und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Programms »Photonikforschung Deutschland« gefördert.