Ein Forschungsteam des Karlsruher Instituts für Technologie (KEIT) hat einen neuen Ansatz für die Laserkommunikation im freien Raum auf Plattformen wie Flugzeugen mithilfe von Glasfaserbündeln entwickelt und validiert. Ziel dieser Forschung ist es, die Herausforderungen hinsichtlich Größe, Gewicht und Energieverbrauch herkömmlicher Lösungen mit mehreren rotierenden Endgeräten zu bewältigen. Die zugehörige Veröffentlichung erschien am 8. September 2025 in der Fachzeitschrift IEEE Quantum Electronics.

Herkömmliche Lösungen benötigen häufig mehrere drehbare Laserkommunikationsendgeräte, die extern am Flugzeug angebracht sind, um eine 360-Grad-Rundumabdeckung zu erreichen. Das Forschungsteam unter der Leitung von Francesco Nardo verfolgte einen alternativen Ansatz: die Verwendung von Glasfaserbündeln zur Verbindung mehrerer kleiner, extern am Flugzeug verteilter Strahlkollektoren mit einem zentralen Kommunikationsendgerät im Inneren des Rumpfes. Dieses Design trennt Signalempfang und -verarbeitung und kann die Gesamtlast des Systems potenziell deutlich reduzieren.

Das Forschungsteam führte detaillierte Tests an kommerziellen Glasfaserantennen bei der Standard-Kommunikationswellenlänge von 1550 nm durch. Dabei wurden verschiedene Arten von optischen Signalverlusten und -verzerrungen gemessen und die Leistung einer Luft-Luft-Verbindung unter turbulenten Bedingungen simuliert. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass der Ansatz mit Faserbündeln technisch realisierbar ist. Allerdings weisen derzeit kommerziell erhältliche, für sichtbares Licht optimierte Produkte Leistungseinschränkungen bei bestimmten Wellenlängen auf, was die Gesamtleistung der Kommunikation beeinträchtigt.

Nardo erklärte: „Obwohl die Verbindungsleistung erheblich beeinträchtigt wird, gehen wir davon aus, dass Verbesserungen bei den Fasermaterialien und Fertigungstechnologien die Leistung von Faserbündeln steigern und deren Einsatzmöglichkeiten in der Freiraum-Laserkommunikation weiter verbessern werden.“ Das Forschungsteam weist darauf hin, dass die zukünftige Entwicklung die Schaffung von speziell für Kommunikationsbänder optimierten Fasermaterialien und Fertigungsprozessen sowie die Untersuchung entsprechender Signalübertragungs- und Multiplexsystemarchitekturen erfordert, um ein vollständiges verteiltes Laserkommunikationsendsystem zu realisieren.

Weitere Informationen: Autoren: Francesco Nardo et al., Titel: „Experimentelle Charakterisierung von Faserbündeln für die optische Freiraumkommunikation auf Höhenplattformen“, Veröffentlicht: IEEE Quantum Electronics Sonderausgabe (2026).