03.06.2020

Micro-Comb: Mit neuem Chip 1000 HD-Filme in der Sekunde herunterladen

Australische Wissenschaftler haben die weltweit schnellste Internetdaten-Geschwindigkeit von 44,2 Terrabit pro Sekunde erreicht, die ausreicht, um 1000 HD-Filme in einer Sekunde herunterzuladen. Dies sei ein Fortschritt, der dazu beitragen kann, die Kapazität von Netzwerkverbindungen auf der ganzen Welt zu erhöhen, so die Forscher.
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(c) Monash.edu - Australische Forsher erzielen Durchbruch bei Datenünbertragungs-Technologie.
(c) Monash.edu - Australische Forsher erzielen Durchbruch bei Datenünbertragungs-Technologie.

Australischen Forschern ist es gelungen mithilfe eines einzelnen optischen Chips, der als Micro-Comb bezeichnet wird, eine Datenübertragungs-Geschwindigkeit von 44,2 TBit/s zu erzielen. Die durchschnittliche Download-Geschwindigkeit Australiens beträgt 43,4 Mbit /s. Zum noch besseren Verständnis: Micro-Comb erzeugt genug “Speed” um 1000 Filme in HD innerhalb einer Sekunde herunterzuladen. Oder anders gesagt: die in der Studie der Forscher dargelegte Geschwindigkeit ist millionenfach schneller als bisher.

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Globales Rennen um Micro-Comb: In fünf Jahren kommerziell?

In ihrem Forschungsbericht, der im Magazin Nature Communications veröffentlicht wurde, beschreiben die Forscher rund um Bill Corcoran von der Monash University – in Kooperation mit den Universitäten Swinburne und RMIT –  die Einsatzmöglichkeiten in der Praxis. Ihre Technologie habe genug Kapazität, um 1,8 Millionen Haushalte in Melbourne mit High-Speed-Internet zu versorgen. Oder auch, um Länder bei ihrer Netz-Infrastruktur zu unterstützen.

Der Regenbogen unter den Lasern

Ein Micro-Comb ist den Forschern zufolge kleiner und leichter als bisher vorhandene Telekommunikations-Hardware. Er ersetzt 80 einzelne Laser und verhält sich wie ein Regenbogen, der aus Hunderten von hochwertigen, unsichtbaren Infrarotlasern besteht. Jeder davon kann als separater Kommunikationskanal verwendet werden.

In fünf Jahren kommerziell?

“Momentan gibt es ein globales Rennen, um diese Technologie auf ein kommerzielles Stadium zu bringen, da der Micro-Comb in einer wirklich breiten Palette bestehender Technologien nützlich ist. Ich würde vermuten, dass wir Geräte wie das unsere in zwei bis drei Jahren für Forschungslabors und in etwa fünf Jahren für den ersten kommerziellen Einsatz sehen könnten”, schätzt Bill Corcoran.

Netflix & YouTube. Qualität herabgesetzt

Eine Notwendigkeit, wie der Forscher meint. Corona habe nämlich der Welt gezeigt, was es bedeutet, wenn die Internet-Infrastruktur stärker belastet wird. Der weltweite Lockdown führte zu einem Anstieg der Internetnutzung, und viele Streaming-Anbieter mussten die Qualität ihrer Dienste herabsetzen, um mit dem erhöhtem Datenverkehr fertig zu werden. Darunter etwa Youtube und Netflix, die  ihre Bildqualität in Europa reduzierten, um Bandbreite freizugeben.

Probleme mit “datenhungriger Tech”

“In Großbritannien hat sich der Datenbedarf zur ‘daytime’ mehr als verdoppelt, und es wurden besondere Anstrengungen unternommen, um sicherzustellen, dass die Verbindungen zuverlässig sind. Diese zusätzliche Nutzung gibt uns einen kleinen Einblick in Kapazitätsprobleme, die Netzwerke in nur wenigen Jahren sehen werden – insbesondere, wenn wir anfangen, über 5G datenhungrige Online-Technologien wie selbstfahrende Autos und das Internet der Dinge breiter zu benutzen”, sagt Corcoran.

Kompatibel mit Glasfaser-Netz

Und er führt aus: “Daher benötigen wir neue kompakte Technologien, wie unser Gerät in Fingernagelgröße, um die Daten-Kapazität unserer Netzwerke elegant zu erweitern, um den Platz- und Stromverbrauch, sowie die Kosten zu senken und gleichzeitig die Datenübertragungsrate zu erhöhen. Unsere Demonstration zeigt auch, dass das von uns hergestellte Gerät mit der bereits vorhandenen Glasfaser-Infrastruktur kompatibel ist”.

Diese Geschwindigkeit, so die Wissenschaftler, wurde erreicht, indem das neue Gerät an eine vorhandene Glasfasertechnologie angeschlossen wurde, wie sie im Breitband-Internet verwendet wird. Sie testeten die Übertragung auf 76,6 Kilometern Glasfasern zwischen dem Melbourne City Campus des RMIT und dem Clayton Campus der Monash University.

Infrastruktur dafür bereits vorhanden

Die Wissenschaftler platzierten den Micro-Comb auf diesen optischen Fasern und sandten maximale Daten über jeden Kanal, um die maximale Internetnutzung über vier TeraHertz Bandbreite zu simulieren. Basierend auf den Ergebnissen glaubt Corcoran, dass die Fasern, die bereits Teil der Internet-Infrastruktur im Boden sind, jetzt und in Zukunft das Rückgrat von Kommunikationsnetzen sein könnten.

Internetverbindungen skalieren

“Und hier geht es nicht nur um Netflix, sondern auch darum, wofür wir unsere Kommunikationsnetzwerke nutzen”, fügt er hinzu. Aktuelle Entwicklungstendenzen, der Lockdown, Mobility, eine durch die Corona-Krise verstärkte Home-Office-Kultur – darauf und auf mehr bezieht sich der Wissenschaftler, wenn er nach einer Veränderung verlangt.

“Wir haben in den letzen Monaten einen kleinen Vorgeschmack erlebt, wie normale Nachfrage nach Internet-Infrastruktur zukünftig aussehen wird. Es zeigt uns wirklich, dass wir in der Lage sein müssen, die Kapazität unserer Internetverbindungen zu skalieren”.

⇒ Zum Forschungsbericht

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Diese Gründer:innen bietet Lösungen zum Katastrophenschutz: (v.l.n.r.): Steve W. von GMD, Thomas Grübler von ororaTech, Franziska Walde von refinq und Christopher Wippel von Adeva (c) GMD, OroraTech, refinq, Adeva LinkedIn

Das Thema ist präsenter denn je und gehört vielfach diskutiert: Hochwasser, Naturkatastrophen und allen voran der Klimawandel. Was sich in den letzten Tagen in Teilen Zentral- und Osteuropas abgespielt hat, schockiert und sollte ein ernst zu nehmendes Warnsignal sein.

Schließlich ist die jüngste Katastrophe nicht die erste dieser Art. Über das vergangene Wochenende bis inklusive Montag fielen in Niederösterreich bis zu 370 Liter Regen pro Quadratmeter. Im gesamten Jahr 2023 waren es nur 848 Liter.

1771 Fußballfelder

Wohl oder übel werden wir uns mit Wetterextremen anfreunden müssen, sofern der Erderwärmung weiter tatenarm zugesehen wird. Wissenschafter:innen zufolge werden derartige Ereignisse nämlich intensiver und häufiger auftreten, sofern sich die Erde weiter in diesem Tempo erwärmt.

Katastrophen umfassen schließlich nicht nur Hochwasser, Fluten und hohe Niederschläge, sondern auch Hitzeperioden, Dürre und Waldbrände. Allein in unserem Nachbarsland Deutschland ist im Jahr 2023 eine Waldfläche von rund 1771 Fußballfeldern abgebrannt.

Wahrlich zerstören Katastrophen Menschenleben, Existenzgrundlagen und Lebensqualität. Wer aufmerksam mitgelesen oder in den letzten Tagen aus dem Fenster geschaut hat, wird merken, dass die Situation an Ernsthaftigkeit zunimmt.

Nicht nur das. Sondern Katastrophen kosten unserer Volkswirtschaft Geld – und zwar ordentlich. Wie groß die gesamtwirtschaftlichen Folgen der jüngsten Hochwasserkatastrophe sein werden, kann noch nicht genau abgeschätzt werden. Aber es gibt eine Aufstellung. Sebastian Koch, Head of Research Group “Macroeconomics and Business Cycles” des Instituts für Höhere Studien (IHS) Wien zeichnet eine grobe Skizze:

“Der Schaden hat auf das BIP einen positiven Effekt”

Für das Ausmaß der verursachten Schäden gibt es drei Säulen. Die erste Säule ist der Versicherungsschaden, gemessen an den Versicherungsdienstleistungen, die in Folge von Unwettern zum Wiederaufbau notwendig sind. Dazu zählen die Sanierung von Straßen, Häusern, Fuhrpark und Infrastruktur im Allgemeinen. Dieser Schaden liegt zahlenmäßig zeitnah nach dem Katastrophen-Ende vor, wenn Versicherungen mit ihren Kalkulationen beginnen.

Volkswirtschaftlich ließe sich der Schaden, den Naturkatastrophen verursachen, außerdem ganz klassisch nach dessen Einfluss auf das Bruttoinlandsprodukt berechnen. Hierbei ist allerdings auf einen Trugschluss zu achten:

“So dumm das klingt, aber: Schaden hat für das BIP eigentlich einen positiven Effekt. Und zwar auf die Zahl des BIPS selbst. Weil man natürlich den Kapitalstock, der durch Schaden geringer wurde, sei es eine kaputte Hausmauer oder ein gebrochener Damm, wieder aufbauen muss. Die dafür erforderliche Leistung geht positiv in das BIP ein – und meist sogar ziemlich genau in der Größenordnung der entstandenen Schäden. Das ist so, als würden wir ein Loch buddeln und gleich wieder zuschütten”, sagt Koch gegenüber brutkasten.

Die BIP-Gegenrechnung zwischen Schaden und Wiederaufstockung gestalte sich allerdings sehr vielschichtig und demnach schwer zu tracken, meint Koch. Hierbei müsse man weiter unterscheiden, und zwar zwischen Industrie und Dienstleistung:

“Zur Industrie: Meine Produktionshallen wurden beschädigt, ich kann nicht produzieren, oder meine Lieferwägen kommen wegen überschwemmten Straßen nicht durch. Das ist ein volkswirtschaftlicher Schaden, der sehr schwierig zu bemessen ist.”

In puncto Dienstleistung spricht man von Einbußen aufgrund von geringerem Konsum und gesunkener Nachfrage in Krisensituationen. “Diese gesunkene Nachfrage in Katastrophen-Perioden müsste eigentlich auch in die Schadensberechnung inkludiert werden. Das wird oft vernachlässigt, weil genaue Daten fehlen. Oder denken wir an die Menschen, die freiwillig im Katastrophenschutz arbeiten. Damit leisten sie keinen aktiven Beitrag zum BIP und fallen als Arbeitskräfte aus.”

“Der Nutzen ist für die Gesellschaft zerstörerisch”

Über all dem steht allerdings der Nutzen für die Gesellschaft als dritte Säule: “Der positive BIP-Effekt von Sanierungen ist trügerisch. Man würde ja auch nie sagen: Kriegswirtschaft ist gut. Durch Zerstörung und Wiederaufbau entsteht statistisch zwar oft ein positiver Effekt auf das BIP, aber der Nutzen für die Gesellschaft ist nicht gegeben, ja viel eher zerstörerisch”, so der Wissenschafter.

“Wie groß der Wohlstand in einer Gesellschaft steigt oder sinkt, das ist vom BIP in Perioden von Umweltkatastrophen nicht gut erfasst. Diesen Aspekt dürfen wir in Katastrophenzeiten nicht vergessen: Wenn ich Zerstörtes wieder aufbaue, stehe ich wieder am Ausgangspunkt. Aber mit derselben Investition, die ich zum Wiederaufbau benötigt habe, hätte ich Bestehendes schon um einiges besser machen können. Insofern entsteht ein gesellschaftlicher Schaden. Und den zu messen, das ist unmöglich.”

Diese Startups helfen, vor Schäden zu schützen

Klare Worte des Wirtschaftswissenschaftlers. Wir erkennen: Unwetterschäden sind komplex und aus einer gesamtwirtschaftlichen Perspektive schlecht. Damit wir zumindest rechtzeitigen für Schutz sorgen und Schäden minimieren oder sogar verhindern können, gibt es bereits einige Jungunternehmen am Markt. Mit den folgenden Innovationen wollen DACH-Startups vor Naturkatastrophen warnen.

Sobos GmbH mit der PegelAlarm-App

Das Startup Sobos entstand im Jahr 2017 im Rahmen des tech2b Incubators in Linz. Das damals vierköpfige Team hat ein System für Hochwasserinformation und -warnung in Zentraleuropa entwickelt. Anzuwenden ist es mit der mobilen App PegelAlarm.

OroraTech

Ein weiterer Key Player im Erkennen, Vermeiden und Bekämpfen von Naturkatastrophen ist das Münchner Startup OroraTech, das den Kärntner Thomas Grübler als Mitgründer und CSO (Chief Strategy Officer) zählt. Mithilfe von Wärmebildkameras, die in Satelliten des US-Unternehmens Spire angedockt sind, können die Satelliten von OroraTech große Waldflächen auf der Erde beobachten. OroraTech, das 2018 gegründet wurde, bietet auch Wetteranalysen und Terrain-Untersuchungen. Erst vergangenen Juli startete man Maßnahmen zur Waldbrandprävention in den beiden größten globalen Tropenschutzgebieten in Brasilien und in Indonesien – brutkasten berichtete.

refinq

Den Zahn der Zeit trifft ein weiteres Jungunternehmen, das erst seit Juni 2023 am Markt vertreten ist. Mit seinem “Nature Intelligence Hub” entwickelt das Wiener Startup refinq ein SaaS-Tool, das Umweltdaten in umsetzbare finanzielle Erkenntnisse für Unternehmen umwandelt. Konkret: Refinq nutzt geographische Daten und maschinelles Lernen, um Risikoanalysen für Naturkatastrophen für bestimmte Standorte zu erstellen. Die Analysen betreffen konkrete Produktions- und Wertschöpfungsstandorte von Unternehmen – und sollen noch vor Ansiedlung oder Ausbau eines Standortes vor dem Risiko einer etwaigen Katastrophe – darunter Dürre, Stürme, oder Hochwasser – warnen.

Okeanos

Das deutsche Startup Okeanos mit Sitz in Bochum bietet ein ähnliches Modell: Das Jungunternehmen analysiert Umweltdaten, um Risikoanalysen zu erstellen. Ein Aspekt darunter: Das Netilion Hochwasser-Monitoring. Dabei sollen steigende Wasserpegel vor allem für “unbeobachtete Gewässer zweiter und dritter Ordnung” analysiert werden. Auf Basis der KI-gestützten Monitoring-Lösungen werden Konzepte zum Schutz von Kommunen und Städten erarbeitet.

Adeva

Zur Abwechslung mal kein Saas-Produkt, sondern eine handliche Rückstauklappe: Die Adeva GmbH hat ein patentiertes System zum Schutz vor Überschwemmungen in Gebäuden entwickelt. Unter dem Namen EasySafe könne die Klappe nachträglich in bestehende Reinigungsöffnungen in Hauskanal-Rohren eingebaut werden. Ein “Starkregen-bedingter Rückstau” könne damit verhindert werden. EasySafe sei auch für fäkalienhaltige Abwässer in der EU zugelassen, heißt es.

e-ray

Zur Klimaresilienz in Städten und Kommunen trägt auch dieses deutsche Startup bei: e-ray setzt erste Schritte, um heimische Städte fit für veränderte Klimabedingungen zu machen. Dazu zählt die Integration sauberer Energie und der Umbau als Schwarmstadt. Das Startup, das in Darmstadt sitzt, will dafür “Hardware und Software” liefern, um Gewässer zu digitalisieren, Beratung für Klimaanpassung zu liefern und kritische Infrastruktur zu erkennen. Auch Wasserpegel und -qualität werden gemessen und verbessert. Und zwar mit satellitengestützter Gewässerüberwachung und einem kontinuierlichen Monitoring.

GMD

“We reduce nature danger potential.” Zu Deutsch: Wir reduzieren das Potenzial von Naturkatastrophen. Ein klarer und gerade in diesen Tagen heiß gefragter Nutzen des Innsbrucker Startups GMD. Gemeinsam hat man sich auf die Prävention von Naturgefahren spezialisiert – und nutzt dazu “autarke, KI-basierte IoT-Sensor- und Funknetzwerke mit einer Machine Learning GIS-Risiko Analyse-Plattform”, heißt es auf der Website des Startups. Damit will das Startup Naturereignisse vorhersehbarer machen und “kundenoptimierte Klimawandel-Anpassungsmodelle für Gemeinden, Skigebiete und Infrastrukturbetreiber anbieten”.

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AI Summaries

Micro-Comb: Mit neuem Chip 1000 HD-Filme in der Sekunde herunterladen

  • Australischen Forschern ist es gelungen mithilfe eines einzelnen optischen Chips, der auch als Micro-Comb bezeichnet wird, eine Datenübertragungs-Geschwindigkeit von 44,2 TBit/s zu erzielen.
  • Zum noch besseren Verständnis: Micro-Comb erzeugt genug “Speed” um 1000 Filme in HD innerhalb einer Sekunde herunterzuladen.
  • Unsere Demonstration zeigt auch, dass das von uns hergestellte Gerät mit der bereits vorhandenen Glasfaser-Infrastruktur kompatibel ist”.
  • Wir hätten in den letzen Monaten einen kleinen Vorgeschmack erlebt, wie normale Nachfrage nach Internet-Infrastruktur zukünftig aussehen wird.

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