German Untertitel

← Das versteckte Netzwerk, welches das Internet möglich macht - Sajan Sain

Einbettcode generieren
25 Sprachen

Zeige Revision 14 erzeugt am 06/03/2020 von Sonja Maria Neef.

  1. Im Jahr 2012
  2. erzielte ein dänisch-japanisches
    Forscherteam einen Weltrekord:
  3. Sie übertrugen ein Petabit Daten --
  4. das entspricht 10.000 Stunden HD-Videos --
  5. in einer Sekunde über
    ein 50 km langes Kabel.
  6. Das war nicht irgendein Kabel.
  7. Es war ein frisiertes Glasfaserkabel,
  8. die Basis für das versteckte Netzwerk,
  9. das unseren Planeten verbindet
    und das Internet möglich macht.
  10. Viele Jahrzehnte lang

  11. erfolgte die Kommunikation
    über große Entfernungen
  12. zwischen Städten und Ländern
  13. mit elektronischen Signalen,
    die über Kupferleitungen geleitet wurden.
  14. Das war langsam und ineffizient.
  15. Metallleitungen begrenzten die Datenrate
  16. und verschwendeten Energie
    durch Wärmeabgabe.
  17. Aber im späten 20. Jahrhundert
  18. entwickelten Ingenieure eine viel
    bessere Übertragungsmethode.
  19. Anstelle von Metall
  20. wird Glas vorsichtig geschmolzen
    und in flexible Faserstränge gezogen,
  21. hunderte Kilometer lang
    und nicht dicker als menschliches Haar.
  22. Statt Elektrizität leiten
    diese Fasern Lichtimpulse,
  23. um digitale Daten zu übertragen.
  24. Aber wie bewegt sich das Licht im Glas
    und strahlt nicht einfach hindurch?

  25. Die Antwort liegt im
    Phänomen der Totalreflexion.
  26. Seit dem Wirken von Isaac Newton
  27. wissen Linsenschleifer
    und Wissenschaftler,
  28. dass durch die Luft strahlendes Licht
    von Wasser und Glas gebrochen wird.
  29. Trifft im Glas ein Lichtstrahl
    in einem steilen Winkel auf den Rand,
  30. wird er beim Austritt
    in die Luft gebrochen.
  31. Wenn aber der Lichtstrahl
    in einem flachen Winkel auftrifft,
  32. wird er so stark gebrochen,
  33. dass er gefangen bleibt und immer
    wieder ins Glasinnere abprallt.
  34. Unter den richtigen Bedingungen
  35. kann das sonst transparente Glas
    das Licht vor der Welt verstecken.
  36. Im Vergleich zu Elektrizität oder Funk

  37. werden optische Signale über Glasfasern
    bei weiten Entfernungen kaum schwächer.
  38. Ein bisschen Energie geht verloren.
  39. Glasfasern dürfen auch nicht
    zu stark verbogen werden,
  40. sonst tritt das Licht aus.
  41. Heutzutage leitet eine einzige Glasfaser
    viele verschiedene Wellenlängen,
  42. für jeden Datenkanal eine andere.
  43. Ein Glasfaserkabel besteht aus
    hunderten dieser Glasfasern.
  44. Auf dem Meeresgrund verlaufen Kabel,
    die mehr als eine Million km lang sind,
  45. um unsere Kontinente zu verbinden.
  46. Damit könnte der Äquator
    ungefähr 30-mal umwickelt werden.
  47. Durch Glasfasern

  48. spielt die Entfernung
    für Daten kaum eine Rolle,
  49. dadurch wurde das Internet
    zu einem globalen Computer.
  50. In zunehmendem Maße
  51. baut unser mobiles Arbeiten und Spielen
    auf unzählige überlastete Server,
  52. die in riesigen Rechenzentren
    auf der ganzen Welt verstreut sind.
  53. Das wird Cloud Computing genannt
  54. und führt zu zwei großen Problemen:
  55. überschüssige Wärme
    und Bedarf an Bandbreite.
  56. Der Großteil des Online-Datenverkehrs
    schwirrt in Rechenzentren herum,
  57. wo tausende Server über
    herkömmliche Elektrokabel verbunden sind.
  58. Die Hälfte ihrer Energie wird
    durch die Abgabe von Wärme verschwendet.
  59. Zwischenzeitlich steigt der Bedarf
    an kabelloser Bandbreite stetig an
  60. und die Gigahertz-Signale
    unserer Mobilgeräte
  61. erreichen ihre Grenzen
    der Datenübertragung.
  62. Scheinbar war die Leistung
    von Glasfasern zu gut

  63. und sorgte für überhöhte Erwartungen
    an Cloud- und mobile Dienste.
  64. Aber eine verwandte Technologie
    kam zur Hilfe: die integrierte Photonik.
  65. Licht kann nicht nur in
    Glasfasern geleitet werden,

  66. sondern auch in
    ultradünnen Siliziumfasern.
  67. Siliziumfasern leiten das Licht
    nicht so gut wie Glasfasern,
  68. aber mit ihnen können Ingenieure
  69. die Bausteine eines hundert km
    langen Glasfasernetzes
  70. auf kleine photonische Chips
    schrumpfen, die in Servern stecken
  71. und elektrische Signale
    in optische umwandeln
  72. und umgekehrt.
  73. Durch diese Chips können die
    verschwenderischen Elektrokabel
  74. gegen energieeffiziente Fasern
    ausgetauscht werden.
  75. Photonische Chips können auch
    die kabellose Bandbreite erweitern.

  76. Forscher arbeiten daran,
    die mobilen Gigahertz-Signale
  77. durch Terahertz-Frequenzen zu ersetzen,
  78. um Daten tausendmal
    schneller zu übertragen.
  79. Das sind jedoch Kurzstrecken-Signale,
  80. die von Luftfeuchtigkeit absorbiert
  81. und von großen Gebäuden blockiert werden.
  82. Mit winzigen umwandelnden
    photonischen Übertragungschips,
  83. die in Städten verteilt werden,
  84. können Terahertz-Signale
    über weite Entfernungen übertragen werden.
  85. Das erreichen sie mit einem
    stabilen Mittelsmann: Glasfasern.
  86. So wird blitzschnelle kabellose
    Vernetzung zur Wirklichkeit.
  87. In der Geschichte der Menschheit

  88. hat Licht uns das Sehen
    und die Wärme geschenkt.
  89. Es war ein zuverlässiger Begleiter,
    als wir die reale Welt erforschten.
  90. Jetzt reichern wir Licht
    mit Informationen an
  91. und leiten es über Super-Glasfaser-Bahnen
  92. mit vielen photonischen Ausgängen,
  93. um eine noch größere,
    virtuelle Welt zu erschaffen.