Helmholtz Extrem
Die schnellste drahtlose Datenübertragung
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Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) halten einen bemerkenswerten Rekord: Ihnen ist es gelungen, Daten mit einer Rate von 100 Gigabit pro Sekunde zu übertragen – und zwar drahtlos über eine Entfernung von 20 Metern. Damit ließe sich der gesamte Inhalt einer Blu-Ray Disc in nur zwei Sekunden von einem Gerät zu einem anderen übertragen. Moderne WLAN-Verbindungen sind um das Hundertfache langsamer.
Gemeinsam mit mehreren Partnern hatten die KIT-Experten den Weltrekord bereits 2013 aufgestellt. Der Versuchsaufbau passte in den Institutsflur: Rollbare Tischchen und Stahlgestelle, bestückt mit elektronischen Gerätschaften, 20 Meter voneinander entfernt. Eine der beiden Stationen fungierte als Sender, ausgerüstet mit einer speziellen Technik: Die Forscher schickten zwei Lasersignale unterschiedlicher Frequenz auf eine Photodiode. Dabei entstand ein elektrisches Signal mit einer Frequenz, die exakt der Differenz der Lasersignale entsprach – 237,5 GHz.
Diese Frequenz ist bis zu 100mal höher als die üblichen WLAN- oder Handyfrequenzen – und kann dadurch deutlich mehr Daten übertragen. Im Empfänger auf der anderen Seite des Flurs verwendeten die Forscher einen eigens für das Projekt entwickelten Halbleiterchip. Die erreichte Datenübertragungsrate von 100 Gigabit pro Sekunde ist etwa um das Hundertfache bis Tausendfache größer als die Geschwindigkeiten moderner WLAN beziehungsweise LTE-Geräte.
Im Laborexperiment hat die Richtfunkstrecke schon bis zu 20 Meter überbrückt. Foto: KIT
„Derzeit arbeiten wir daran, die Technik billiger zu machen und sie in die Praxis zu überführen, sagt Thomas Zwick, Leiter des Instituts für Hochfrequenztechnik und Elektronik am KIT. Nützlich sein könnte sie unter anderem für den Mobilfunk der fünften Generation. Dieser wird deutlich mehr Basisstationen benötigen, von denen ein Teil über schnelle Richtfunkstrecken miteinander kommunizieren sollen.
Denkbar ist auch ein ultraschnelles WLAN etwa am Flughafen: „Dann könnte man sich vor dem Einsteigen innerhalb weniger Sekunden ein Video aufs Tablet laden“, sagt Zwick. Allerdings würde das nur über geringe Entfernungen funktionieren, dürfte also auf spezielle Hot Spots beschränkt sein. Weitere Anwendungen scheinen in der Satellitenkommunikation sowie der Highspeed-Datenanbietung von abgelegenen Regionen möglich, wo das Verlegen von Glasfasernetzen nicht lohnt. Die Arbeiten laufen zum Beispiel im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms „Wireless 100 Gb/s and beyond“ sowie der Helmholtz International Research School for Teratronics (HIRST).
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