Karlsruher Forschern gelingt Weltrekord bei Funk-Datenübertragung

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Wissenschaftler aus Karlsruhe haben einen Weltrekord bei der drahtlosen Datenübertragung aufgestellt. Die Forscher des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Festkörperphysik IAF und des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) übermittelten bei einem Feldversuch bei einer Frequenz von 240 GHz Daten mit bis zu 40 GBit/s über eine Entfernung von einem Kilometer. Das entspricht der zusammengefassten Bandbreite von 2400 16-MBit/s-DSL-Anschlüssen.

Im Versuchsaufbau wurden die Daten zwischen zwei Hochhäusern über rund einen Kilometer übertragen. Quelle: KIT.
Im Versuchsaufbau wurden die Daten zwischen zwei Hochhäusern über rund einen Kilometer übertragen. Quelle: KIT.

“Wir haben es geschafft, eine Funkstrecke auf Basis aktiver elektronischer Schaltungen zu entwickeln, die ähnlich hohe Datenraten wie faseroptische Systeme und somit eine nahtlose Einbindung der Funkstrecke ermöglicht”, erklärt Professor Ingmar Kallfass, der das Projekt ursprünglich koordinierte.

Die schnelle Übertragung großer Datenmengen wurde durch die Nutzung des hohen Frequenzbereichs zwischen 200 und 280 GHz möglich. Außerdem erlaubten diese Frequenzen einen kompakten technischen Aufbau. Für die Datenübertragung per Funk kamen eigens entwickelte, vollintegrierte elektronische Sender und Empfänger mit einer Grundfläche von 4 mal 1,5 Millimetern zum Einsatz. Die Chips greifen auf die am Fraunhofer IAF entwickelte Halbleitertechnologie auf Basis von Transistoren mit hoher Ladungsträgerbeweglichkeit (HEMT) zurück.

Ein weiterer Vorteil des verwendeten Frequenzbereichs ist den Forschern zufolge, dass die Atmosphäre geringe Dämpfungswerte aufweist, so dass breitbandige Richtfunkstrecken möglich werden. “Dadurch ist unsere Funkstrecke im Vergleich zu optischen Systemen zur Datenübertragung einfacher auszurichten und funktioniert auch bei schlechten Wetterbedingungen, wie Nebel oder Regen”, erklärt Jochen Antes vom KIT.

Solche breitbandigen Richtfunkstrecken könnten dabei helfen, den Ausbau von Netzinfrastrukturen im ländlichen Raum kostengünstig und flexibel voranzutreiben. Bislang waren Funksysteme nicht in der Lage, die Bandbreite einer Glasfaserleitung direkt weiterzuvermitteln.

Möglich machen die schnelle Funk-Datenübertragung die eigens dafür entwickelten Chips. Quelle: KIT.
Möglich machen die schnelle Funk-Datenübertragung die eigens dafür entwickelten Chips. Quelle: KIT.

Das könnte sich künftig ändern: Das jetzt gezeigte System würde das Signal einer Glasfaser direkt ohne energieaufwändige Umkodierung in eine Funkstrecke einspeisen, übertragen und am anderen Ende wieder mit einer Glasfaser weiterleiten. Die in dem Versuchsaufbau erreichten Werte lassen sich Antes zufolge künftig sogar noch mittels Multiplexing übertreffen: “Mit einer Verbesserung der spektralen Effizienz durch den Einsatz von komplexeren Modulationsformaten oder die Kombination mehrerer Kanäle, also Multiplexing, können wir noch höhere Datenraten erzielen.” Das könnte laut Antes auch dem Ausbau des Breitbandnetzes einen Schub geben.

[Mit Material von Peter Marwan, itespresso.de]

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