Thought Leadership
Ein internationales Forschungskonsortium hat einen wichtigen Schritt für den praktischen Einsatz quantensicherer Kommunikation erzielt.
Wie das deutsche Unternehmen KEEQuant gemeinsam mit den Partnern CESNET, EXATEL und PCSS mitteilt, konnte erstmals nachgewiesen werden, dass sich Quantenschlüsselverteilung (QKD) und hochleistungsfähige Datenübertragung problemlos über dieselbe Standard-Glasfaser betreiben lassen. Damit könnte eine der größten Hürden für den flächendeckenden Einsatz der Technologie entfallen.
Keine separate Glasfaser mehr notwendig
Bislang galt der Bedarf an sogenannten Dark-Fiber-Verbindungen – ausschließlich für QKD reservierte Glasfasern – als wesentlicher Kosten- und Infrastrukturfaktor. Die aktuelle Demonstration zeigt jedoch, dass sich quantensichere Schlüsselübertragung und klassischer Datenverkehr auf derselben Faser gegenseitig nicht ausschließen.
Im Test wurden Entfernungen von bis zu 75 Kilometern erreicht. Gleichzeitig transportierte das Netz Datenraten von bis zu 64 Terabit pro Sekunde. Dadurch lässt sich die Quantentechnologie künftig deutlich einfacher in bestehende Telekommunikationsnetze integrieren.
Die Versuche fanden in einer typischen optischen Transportnetz-Umgebung statt. Zum Einsatz kam eine Standard-Glasfaser des Typs G.652.D. Um reale Netzbedingungen nachzubilden, ergänzten die Projektpartner die aktiven Datenverbindungen um zusätzliche simulierte Kanäle, die eine vollständig ausgelastete DWDM-Infrastruktur nachbildeten.
Parallel erzeugte das QKD-System von KEEQuant kryptografische Schlüssel, die über ein Key-Management-System an ein Verschlüsselungsgerät weitergegeben wurden. Als praktischer Nachweis wurde ein Live-Video vollständig Ende-zu-Ende verschlüsselt übertragen.
Mehrere Leistungsstufen erfolgreich validiert
Die Tests bestätigten einen stabilen Parallelbetrieb in verschiedenen Konfigurationen:
- 64 Terabit pro Sekunde über 60 Kilometer mit 80 Kanälen à 800 Gigabit pro Sekunde
- 32 Terabit pro Sekunde über 65 Kilometer mit 40 Kanälen à 800 Gigabit pro Sekunde
- 32 Terabit pro Sekunde über 75 Kilometer mit 80 Kanälen à 400 Gigabit pro Sekunde
Damit zeigt die Untersuchung, dass die Integration von Quantenschlüsselverteilung keine Einschränkungen bei der nutzbaren Übertragungskapazität erfordert.
Vor allem Netzbetreiber und Betreiber kritischer Infrastrukturen könnten von dieser Entwicklung profitieren. Da keine zusätzlichen Glasfaserstrecken aufgebaut werden müssen, lassen sich Kosten und Aufwand für die Einführung quantensicherer Verschlüsselung deutlich reduzieren.
Nach Angaben von KEEQuant eröffnet der erfolgreiche Test einen praktikablen Weg, bestehende Transportnetze für zukünftige Sicherheitsanforderungen auszurüsten, ohne die vorhandene Infrastruktur grundlegend umbauen zu müssen.
Internationale Zusammenarbeit
An der Demonstration waren mehrere europäische Partner beteiligt. KEEQuant verantwortete die QKD- und Schlüsselmanagementsysteme sowie die Gesamtintegration. Der polnische Netzbetreiber EXATEL brachte Anforderungen aus dem Telekommunikationsbetrieb ein. CESNET aus Tschechien stellte die Testumgebung bereit, während das polnische Forschungszentrum PCSS die Glasfaserinfrastruktur für die Reichweitentests zur Verfügung stellte.
Die Ergebnisse zeigen, dass quantensichere Kommunikation zunehmend den Schritt aus der Forschung in den praktischen Betrieb bestehender Telekommunikationsnetze schafft.
(red/KEEQuant)
