Neues Leben für Unterwasserfasern

Die Generation von Glasfaser-Unterseekabeln, die vor einem Jahrzehnt die transozeanische Telekommunikation revolutionierte, wird vorzeitig ausgemustert. Drastische Fortschritte in der optischen Technologie und ein Überangebot an Glasfaserkapazitäten machen diese Kabel für die Telekommunikation unwirtschaftlich. Die Fasern werden jedoch nicht vollständig dunkel: Eine gemeinnützige Wissenschaftsgruppe sagt, dass die veralteten Kabel ein Segen für die Unterwasser-Seismologie und die ozeanographische Forschung sein können. Die von 1988 bis 1993 verlegten Kabel waren für 25 Jahre ausgelegt; bis auf einen sind alle funktionstüchtig.

Die Unterwasser-Lichtwellenleiter erhöhten die Kapazität für den Telefonverkehr über den Atlantik und den Pazifik bei ihrer Inbetriebnahme dramatisch. Der erste von ihnen transportierte 280 Megabit pro Sekunde auf jedem der zwei Glasfaserpaare, was 35.000 Telefonleitungen entspricht. Das war damals eine beeindruckende Summe – aber neuere Kabel haben eine hundert- oder tausendfache Kapazität. Im März berichtete Tyco Telecommunications, dass jedes der acht Glasfaserpaare in einem neuen 9.000 Kilometer langen Kabel zwischen Oregon und Japan 960 Gigabit pro Sekunde übertragen könnte, was einer Gesamtkapazität von mehr als dem 10.000-fachen der ersten Glasfaserkabel entspricht.

Die Eigentümer rationalisieren im Grunde die Kabelbestände, erklärt David Robinson von der Subsea Business Group bei BT, der ehemaligen British Telecom. Mit viel zusätzlicher Kapazität bei neuen Kabeln machten sich BT und andere Unternehmen, die sich das erste transatlantische Glasfaserkabel teilten, nicht die Mühe, das Kabel zu reparieren, als es Ende 2001 ausfiel. Da sie zuvor die sieben Kupferkabel, die dem optischen vorausgingen, ausgemustert hatten eine über den Atlantik, haben die Unternehmen letztes Jahr das Glasfaserkabel, bekannt als TAT-8, stillgelegt. BT und seine Partner werden in Kürze drei weitere frühe Glasfaserkabel, TAT-9, -10 und -11, außer Betrieb nehmen. Aber die Kabel, die einen neuen Weg für die Telekommunikation ebneten, könnten in der wissenschaftlichen Forschung ein neues Leben finden.



Die in Washington ansässigen Incorporated Research Institutions for Seismology (IRIS), ein Konsortium von Universitäten, das seismische Daten sammelt, um das Erdinnere zu untersuchen, möchte die Arbeitskabel für Meeresbodenforschungsstationen anpassen. AT&T, ein Partner von BT bei den TAT-Kabeln, hat IRIS 1998 ein ausgemustertes Pacific-Kupfer-Koaxial-Unterseekabel geschenkt und ist bereit, der Gruppe seinen Anteil an den alten Glasfaserkabeln abzugeben. Die Glasfaserkabel können Hunderte Megabits an Daten von seismischen Stationen und anderen automatischen Meeresbodenobservatorien übertragen, sagt Rhett Butler von IRIS, dessen Hauptaufgabe die Verwaltung des globalen seismischen Netzwerks der National Science Foundation ist. Die Stationen können auch die Kilowatt elektrische Leistung abgreifen, die die Kabel für die untergetauchte Elektronik tragen. Unser erstes Ziel ist es, diese für die wissenschaftliche Gemeinschaft zu beschaffen, sagt Butler. Da zwei Drittel des Planeten unter Wasser sind, fügt er hinzu, brauchen wir Observatorien am Meeresboden.

Die Verlegung der Glasfaserkabel ist in den europäischen Vorschriften, die das Entfernen alter Kabel aus nationalen Gewässern innerhalb der 20-Kilometer-Grenze erfordern, auf einen Haken gestoßen. BT und andere Betreiber planen, die Kabel hochzuziehen. Robinson sagt, er habe keinen formellen Vorschlag von IRIS erhalten. Das Unternehmen wird Anfragen prüfen, möchte aber sicher sein, dass die neuen Eigentümer die Verantwortung für die Entfernung der alten Kabel übernehmen.

Europäische Telefongesellschaften haben ihre Enden von Transatlantikkabeln entfernt, seit sie 1978 die erste derartige Übertragungsleitung, TAT-1, stillgelegt haben. TAT-1 wurde 1956 installiert und sendete elektrische Signale über Koaxialkabel, wobei entlang des Kabels Vakuumröhrenverstärker angeordnet waren um seine 36 Telefonleitungen zu verstärken. Ingenieure verbesserten zwei Jahrzehnte lang Unterwasser-Koaxialkabel, ersetzten die Vakuumröhren durch Transistoren, erreichten jedoch schließlich die Grenze von 4.000 Telefonleitungen auf TAT-6 und -7, die 1976 und 1983 installiert wurden bis die Glasfaser auf den Markt kam. Die Teams der Bell Telephone Laboratories (damals Teil von AT&T) und der British Telecom Research Laboratories haben eine riskante Wette auf eine neue Art von Fasern abgeschlossen, bei der der lichtführende Kern einen Durchmesser von nur 9 Mikrometern aufwies – sechsmal kleiner als die in verwendeten Kerne frühen terrestrischen Fasersystemen. Diese neuen Singlemode-Fasern boten eine höhere Bandbreite, aber das Ausrichten der lichtführenden Stränge zueinander erforderte äußerste Sorgfalt. Die Entwickler von Seekabeln haben diese Herausforderung so gut gemeistert, dass Mitte der 1980er-Jahre Singlemode-Fasern zum Standard für die Fernübertragung an Land wurden.

Der Untergang der ersten Generation von Glasfaser-Unterseekabeln war ihr Bedarf an Repeatern-Geräten, die die Signalstärke periodisch verstärkten, damit die informationstragenden Lichtwellen den ganzen Ozean überspannen konnten. Frühe Glasfaser-Repeater mussten schwache optische Signale in elektronische Form umwandeln, damit sie verstärkt werden konnten, und dann die elektrischen Signale wieder in Licht umwandeln. In den späten 1980er Jahren wurde eine neue Art von Glasfaser entwickelt, die schwache optische Signale 10 Milliarden Mal pro Sekunde oder mehr ein- und ausgeschaltet werden konnte. Besser noch, sie können gleichzeitig Signale bei mehreren verschiedenen Wellenlängen verstärken (eine Technik, die als Wellenlängen-Multiplexing bekannt ist). Diese Durchbrüche ermöglichten es Kabelherstellern, globale Netzwerke mit Übertragungskapazitäten aufzubauen, die die alten TAT-8-, -9-, -10- und -11-Kabel in den Schatten stellten und sie für die Übertragung des Telekommunikationsverkehrs unwirtschaftlich machten. Aber wenn Wissenschaftler verfahrenstechnische Probleme am europäischen Ende lösen können, werden die alten Kabel ein neues Leben haben, das ihnen hilft, die Meerestiefen zu erkunden.

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