Forscher erzielen Weltrekord bei der Datenübertragung per Funk

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Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Festkörperphysik IAF und des Karlsruher Instituts für Technologie haben bei 240 GHz über eine Entfernung von einem Kilometer 40 GBit/s per Funk übertragen. Solche Richtfunkstrecken könnten künftig Lücken in der Versorgung mit Breitband schließen.

Karlsruher Forscher haben einen Weltrekord bei der drahtlosen Datenübertragung aufgestellt. Vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF und dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) wurde zwischen zwei Hochhäusern die Entfernung von einem Kilometer überbückt. Für die Datenübertragung per Funk kamen eigens entwickelte, vollintegrierte elektronische Sender und Empfänger zum Einsatz. Sie übermitteln bei einer Frequenz von 240 GHz Daten mit bis zu 40 GBit/s. Dies entspricht 2400 DSL-16.000-Anschlüssen.

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Im Versuchsaufbau wurden die Daten zwischen zwei Hochhäusern über rund einen Kilometer übertragen (Bild: Karlsruher Institut für Technologie).

“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. Der Sender- und Empfängerchip misst nur 4 x 1,5 Millimeter. Er greift auf die am Fraunhofer IAF entwickelte Halbleitertechnologie auf Basis von Transistoren mit hoher Ladungsträgerbeweglichkeit (HEMT) zurück.

Ein weiterer Vorteil dieses Frequenzbereiches ist, 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.

Möglich machen die schnelle drahtlose Datenübertragung die eigens dafür entwickelten Chips (Bild: Karlsruher Institut für Technologie).
Möglich machen die schnelle drahtlose Datenübertragung die eigens dafür entwickelten Chips (Bild: Karlsruher Institut für Technologie).

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 Glasfaser direkt weiter zu vermitteln.

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 sollen sich künftig sogar noch übertreffen lassen. Laut Fraunhofer-Experte Antes lasse sich das mit Multiplexing erreichen.

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