Was ist Hohlkernfaser?

Hohlkernfasern (HCF), auch als hohle photonische Kristallfasern oder Luftkernfasern bekannt, sind ein innovatives optisches Übertragungsmedium, das anstelle von herkömmlichem Quarzglas Luft als Kern verwendet. Dieses Design ermöglicht die Ausbreitung von Lichtsignalen nahezu im Vakuum und ermöglicht so eine Datenübertragung mit Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit. Zu den Hauptvorteilen und Merkmalen von Hohlkernfasern gehören:

1. Geringe Latenz: Da sich Licht in Luft schneller ausbreitet als in Glas, kann Hohlkernfaser die Latenz von 5 Mikrosekunden pro Kilometer auf 3,46 Mikrosekunden pro Kilometer reduzieren und so die Übertragungsverzögerungen um etwa 30 % verringern. Dies ist von entscheidender Bedeutung für Anwendungen, die schnelle Reaktionen erfordern, wie etwa Finanztransaktionen und Echtzeit-Datenanalysen.

2. Extrem niedrige Nichtlinearität: Im Vergleich zu herkömmlichen Festkernfasern weisen Hohlkernfasern mehrere Größenordnungen weniger nichtlineare Effekte auf. Dies ermöglicht höhere Eingangsleistungen und unterstützt längere Übertragungsentfernungen ohne nennenswerte Signalverzerrung.

3. Potenzial für extrem niedrige Verluste: Theoretisch können Hohlkernfasern Verlustwerte unter 0,1 dB/km erreichen, was niedriger ist als die derzeit leistungsstärksten Vollkernfasern. Dadurch können Daten über größere Entfernungen übertragen werden, ohne dass Repeater erforderlich sind.

4. Unterstützung großer Bandbreite: Die optimierte Struktur von Hohlkernfasern kann einen Spektralbereich von mehr als 1000 Nanometern abdecken und unterstützt mehrere Bänder (wie O-, S-, E-, C-, L-, U-Bänder), was eine erhebliche Flexibilität bietet.

5. Hohe Laserzerstörungsschwelle: Da sich der Großteil der Lichtenergie in der Luft ausbreitet, ist die Materialabsorption minimal und erhöht die Widerstandsfähigkeit gegen hochintensive Laser.

6. Große Apertur und Flexibilität: Hohlkernfasern verfügen über eine größere zentrale Apertur bei gleichzeitig kleinem Biegeradius, was die Integration mit anderen Geräten erleichtert und sich für Anwendungen mit komplexen Formen eignet.

7. Geringe Dispersion und Ebenheit: Hohlkernfasern weisen typischerweise geringe Dispersionseigenschaften und flache Dispersionskurven auf, was besonders für die Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung über große Entfernungen von Vorteil ist.

8. Starke Anpassungsfähigkeit an die Umwelt: Berichten zufolge können spezifische technische Maßnahmen das Eindringen von Feuchtigkeit während des Einsatzes wirksam verhindern und so Stabilität und Zuverlässigkeit in verschiedenen Umgebungen gewährleisten.

Mit fortschreitender Technologie schreiten Hohlkernfasern allmählich in Richtung Kommerzialisierung, insbesondere in Rechenzentrumsverbindungen (Data Center Interconnects, DCI). UnterseekabelSysteme und Bereiche, die leistungsstarke Netzwerkverbindungen erfordern. Darüber hinaus gelten sie als wichtiger Bestandteil der Kommunikationsinfrastruktur der nächsten Generation mit dem Potenzial, die globalen Informationsübertragungsmethoden in den kommenden Jahren erheblich zu verändern.