Am 8. Juli wurde das von der Universität für Post und Telekommunikation Peking geleitete und gemeinsam mit China Telecom, Zhongtian Technology und Accelink Technologies durchgeführte Projekt „Schlüsseltechnologien und Anwendungen für extrem weitreichende optische Kommunikation unter extremen Umgebungsbedingungen" mit dem zweiten Preis des Nationalen Technologieerfindungspreises 2025 ausgezeichnet. Das Projekt richtet sich an Regionen wie Hochplateaus, Kältezonen und tiefe Meeresgebiete, in denen die Errichtung dichter Kommunikationsstationen schwierig ist. Es umfasst eine systematische Bearbeitung von Glasfaserkabeln, optischen Verstärkern, Übertragungsschadenskontrolle und optoelektronischer gemeinsamer Optimierung und bildet ein unabhängig kontrollierbares technisches System für extrem weitreichende optische Kommunikation.
Die Kommunikation auf dem Hochplateau muss zunächst die durch Kälte verursachten physikalischen Schäden lösen. In einer Umgebung auf 5300 Metern Höhe, in der die Wintertemperaturen auf bis zu minus 60 Grad Celsius fallen können, wird die Beschichtung gewöhnlicher Glasfasern spröde und reißt leicht. Das in den Kabeln gefüllte Fett verfestigt sich allmählich, die Glasfaser wird durch Druck mikrogebogen, und die Signaldämpfung nimmt zu. Das Forschungsteam gestaltete die Molekularstruktur des Beschichtungsmaterials neu und entwickelte eine Beschichtung mit niedriger Glasübergangstemperatur, die auch bei extrem niedrigen Temperaturen flexibel bleibt. Gleichzeitig wurde ein Fett mit hoher Penetration entwickelt, dessen Penetration bei minus 70 Grad Celsius um mehr als das Doppelte erhöht wurde, wodurch der Druck des verhärteten Fetts auf die Glasfaser verringert wird. Die so entstandene verlustarme Glasfaser-Verbund-Erdseil hält Temperaturen von minus 70 Grad Celsius stand und wird für Kommunikationsleitungen eingesetzt, die Höhenlagen, Kälte und geologische Bruchzonen überqueren.
Seekabel stehen vor anderen technischen Herausforderungen: extrem hoher Wasserdruck, kontinuierliche Fertigung über große Längen und innere Eigenspannungen im Kabel. Herkömmliche runde Stahldrahtpanzerungen können in 10.000 Metern Wassertiefe verformt werden, und Bewegungen zwischen der optischen Einheit und dem Außenmaterial verändern den Spannungszustand der Glasfaser.
Das Projektteam verwendete eine selbstsperrende Druckstruktur mit ungleichmäßigen Drahtdurchmessern, bei der Stahldrähte unterschiedlicher Durchmesser schichtweise fest verseilt werden. Dadurch wird der äußere Wasserdruck hauptsächlich von der Metallpanzerung getragen, und über 95 % des Wasserdrucks werden von der inneren optischen Einheit ferngehalten. Die Seekabel sind für eine Drucktiefe von bis zu 11.000 Metern ausgelegt. Im Fertigungsprozess wurde ein mehrdimensionales Spannungserfassungs- und Selbstregelungssystem integriert, das während des Abspulens, Verseilens, der Mantelbildung und des Aufwickelns kontinuierlich Zug- und Spannungsänderungen misst und automatisch die Produktionsgeschwindigkeit und Zugparameter anpasst, um zusätzliche Verluste durch die Kabelherstellung über große Längen zu reduzieren. Dieses Verfahren ermöglicht die kontinuierliche Fertigung einzelner Seekabel von hundert Kilometern Länge und verringert die Anzahl von Zwischenverbindungen sowie die damit verbundenen Reflexionen, Dämpfungen und Zuverlässigkeitsrisiken.
Das Übertragungssystem verwendet zudem Methoden zur Schadensunterdrückung und optoelektronischen gemeinsamen Optimierung. Die optische Schicht passt die Signale basierend auf Leitungsdämpfung, Verstärkerverstärkung und Kanal-Leistungsänderungen an, während die elektrische Schicht gleichzeitig die Modulationsparameter und die Empfangsverarbeitung korrigiert. Dadurch bleibt eine hohe Übertragungskapazität über lange Strecken ohne Zwischenverstärker und unter eingeschränkten Wartungsbedingungen erhalten.
Derzeit wird die Technologie in den Live-Netzen der Betreiber eingesetzt und läuft stabil in Hochplateau-Kältezonen und küstennahen Meeresgebieten, wodurch eine optische Breitbandvernetzung über fast tausend Kilometer realisiert wird. Die betreffenden Hochplateau-Leitungen decken eine Strecke von über 1200 Kilometern von Sangri bis Markam ab; die Meereskommunikationsleitungen ermöglichen eine Breitbandvernetzung von über 900 Kilometern zwischen Inseln. Die im Projekt verwendeten Kälte-Glasfaserkabel, druckfesten Tiefsee-Seekabel, optischen Übertragungsgeräte und Optimierungstechniken wurden speziell für extreme Umgebungen neu entwickelt und sind keine direkte Übertragung gewöhnlicher terrestrischer optischer Kommunikationsgeräte auf das Hochplateau oder den Meeresboden.