Hagen – 500-mal schneller ins Internet als mit einer DSL-Verbindung: Dafür entwickelte Ulrich Lohmann in seiner Masterarbeit am Lehrgebiet Optische Nachrichtentechnik der Fernuniversität in Hagen in Zusammenarbeit mit der Firma Microsens in Hamm einen Transceiver.
Dieser bildet als Medienkonverter die Brücke zwischen dem konventionellen hausinternen Netzwerk und den Glasfaserkabeln des zukünftigen superschnellen Internet 2.0. Die Lichtleiter können damit bis zu Computern und anderen Endgeräten in Büros oder Privathaushalten gelegt werden.
Die datenbremsenden Kupferleitungen zwischen Gebäuden und heutigen Endpunkten des Glasfasernetzes werden dann überflüssig. Ulrich Lohmann hat an der Fernuniversität den Masterstudiengang Elektrotechnik und Informationstechnik parallel zu seinem Beruf als IT-Fachmann studiert.
Zurzeit werden Glasfasern nur auf den „Datenhighways“ des Fernverkehrs eingesetzt. Sie enden in regionalen Verteilerstellen, wo die optischen Signale in elektronische umgewandelt und über Kupferkabel bis zu den Hausanschlüssen der Endnutzer gebracht werden (und umgekehrt).
Oft befinden sich diese Anschlüsse in Kellern. Im lokalen Bereich werden Glasfasernetze bis jetzt nur selten eingesetzt, obwohl sie bereits an vielen Stellen von Telekommunikationsunternehmen, Kabel-TV-Anbietern und Energieversorgern verlegt wurden und werden.
Mit der Gemeinschaftsentwicklung der Fernuniversität und der Firma Microsens durch Ulrich Lohmann kann ein flächendeckendes Glasfasernetz bis zu den Endgeräten viel einfacher und kostengünstiger realisiert werden. Wegen der vielfach höheren Leistungsfähigkeit der Glasfasern gegenüber Kupfer sollen die Übergabestellen möglichst nah an die Endgeräte „herangeschoben“ werden.
Denn die Kupferleitungen zwischen den Verteilstationen und den Hausanschlüssen der Endnutzer wirken wie Datenbremsen: „Diese Engpässe beschränken die Geschwindigkeiten der Datenübertragungen enorm“, so Lohmann, und Prof. Dr. Jürgen Jahns, Leiter des Fernuni-Lehrgebiets Optische Nachrichtentechnik, versinnbildlicht: „Das ist so, als würde man mit einem Ferrari aus der Garage mit 25 km/h zur Autobahn ‚tuckern’.“
Sind die optischen Signale per Glasfaser an der Schnittstelle des Endnutzers angekommen werden sie dort von einem Medienkonverter, der die Größe eines USB-Sticks hat, in elektrische Signale umgewandelt. Dieser Transceiver wird im Installations- bzw. Multiportconverter – oft im Keller – installiert: „So müssen wir nur noch kurze Entfernungen zu PC, Netzdrucker, Access-Punkt, Internet-Telefon oder Webcam durch konventionellen Leitungen überbrücken“, erläutert Lohmann.
Aber warum werden die Glasfasern nicht direkt bis in den PC gelegt? „Weil es noch keine genormte Schnittstelle für PC-Transceiver gibt.“ Für die neue Technologie sind fast alle Computer geeignet, der eine oder andere braucht evtl. eine neue Netzwerkkarte.
Lohmanns Ziel war es, ein vermarktungsfähiges Massenprodukt zu entwickeln, das sich jeder leisten kann. Dafür war u. a. eine fertigungsoptimierte Konstruktion mit einem kostengünstigen, kompakten und hochwertigen Vertical-Cavity Surface-Emitting-Laser (VCSEL) notwendig. Damit der Laser als Lichtquelle angeschlossen werden kann entwarf der FernUni-Student einen neuen Anschluss. Neu ist auch die Steuerung der Lichtquelle.
Zudem entwickelte er die Text- und Kalibrierungssoftware mit und „bettete“ Diagnosemöglichkeiten direkt in das Gerät ein. Prof. Jürgen Jahns ist sich sicher: „Damit kommen wir dem Internet der Zukunft einen Schritt näher.“
Doch auch heute schon benötigen immer mehr Anwendungen große Bandbreiten, z.B IP-Telephonie und -TV oder Video on Demand. Daher wünschen sich immer mehr Privatanwender das Internet 2.0 herbei, für das die optische Gigabit-Ethernet-Technologie mit einer Datenrate ab 1,25 Gigabit pro Sekunde den Weg ebnet.
Nicht zuletzt für viele Studierende der Fernuniversität sind Glasfasern interessant: Schnellere Downloads, bessere Qualität von Videokonferenzen und mehr Komfort beim interaktiven Lernen machen das Fernstudium zukünftig noch attraktiver. „Die Geschwindigkeit der Datenübertragung hat einen direkten Einfluss auf die Inhaltsqualität“, so Lohmann.
Prof. Dr. Jürgen Jahns sieht Online-Seminare mit mehr Teilnehmenden und besseren Bild- und Tonübertragungen. Der Mit-Betreuer der Arbeit, der Diplom-Ingenieur und Diplom-Kaufmann Hans Knuppertz von Jahns’ Lehrgebiet, erwartet virtuelle Präsenzveranstaltungen, die heute noch unter mangelhaften Datengeschwindigkeiten leiden können.
Lohmann hat an der Fernuniversität den Masterstudiengang Elektrotechnik und Informationstechnik mit der Vertiefungsrichtung Photonik als Teilzeitstudent berufsbegleitend zu seiner Tätigkeit als IT-Fachmann im nordrhein-westfälischen Landesdienst abgeschlossen: „Eine wertvolle Erfahrung, ein interessantes Studium, eine prima Betreuung.“
Seit er als Entwicklungsingenieur tätig ist hat er sich sein großes Interesse an der Forschung bewahrt. So konnte er während seines dreijährigen Studiums in Hagen immer wieder an Forschungsprojekten des Lehrgebiets mitwirken. Betreut wurde er dort auch von den Hagener Wissenschaftlern. Ein Zuckerschlecken war das Studium nicht, „aber ich bin von meinem Arbeitgeber bei meiner Weiterqualifikation bestens unterstützt worden“, freut der 39-jährige sich.
Der gemeinsam entwickelte Transceiver wird nun durch Microsens in Serie gefertigt. Die Planungen hierzu werden ebenfalls durch das Fernuni-Lehrgebiet begleitet. [mg]
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