Untersuchung von Modenmischung bei einer Multimodefaser für die sichere Informationsübertragung

Faseroptische Netzwerke bilden das Rückgrat der Breitbandkommunikation in der Nachrichttechnik. Dabei stoßen Single-Mode Fasern bei der übertragbaren Bandbreite an ihre Kapazitätsgrenzen. Des Weiteren besteht in der Nachrichtentechnik der Wunsch nach einer Erhöhung der Informationssicherheit. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, wird in diesem Beitrag der Einsatz von Multimodefasern (MMF) untersucht. Diese ermöglichen es, aufgrund Ihres großen Kerndurchmessers mehrere Moden zu übertragen und mittels Space Division Multiplexing mehrere Datenkanäle durch eine einzelne MMF zu realisieren. Es findet in einer MMF außerdem eine Modenmischung statt, welche kryptographisch genutzt werden kann. Hierfür wird mittels eines flächenhaften Lichtmodulators (SLM) und digitaler Holografie die Übertragungsmatrix gemessen, welche einen deterministischen Zusammenhang zwischen den Moden am Ein- und Ausgang der MMF darstellt. Ein Angreifer, welcher die Übertragungsmatrix nicht kennt, kann den Datenstrom laut unserer Hypothese nicht entschlüsseln. MMF-Netzwerke könnten somit die gewünschte Informationssicherheit und Bandbreite für die Nachrichtenübertragung der Zukunft liefern.