Duisburg: Die schnellsten Funkantennen der Welt

Duisburg : Die schnellsten Funkantennen der Welt

Prof. Dr. Andreas Stöhr und sein Team am Lehrstuhl für Optoelektronik entwickeln Sender und Empfänger für die Datenübertragung im Terahertz-Bereich. Die schnellen Funksysteme sind begehrt.

Ein ausverkauftes Fußball-Stadion, in dem alle Fans gleichzeitig mobil telefonieren können, schnelles Internet in einem 250 Stundenkilometer schnellen ICE-Zug - an den kommenden Mobilfunk-Standard 5G knüpfen sich große Erwartungen. Funkantennen, die Datenpakete mit Geschwindigkeiten im extrem hochfrequenten Terahertz-Bereich blitzschnell übertragen können, sind dafür die Voraussetzung. Daran forschen Wissenschaftler der Universität Duisburg-Essen (UDE) mit Kollegen an Hochschulen und Forschungszentren in Berlin, Hamburg, Karlsruhe und Wuppertal.

"Tera50+" heißt das Programm, das Prof. Dr. Andreas Stöhr vom Zentrum für Halbleitertechnologie und Optoelektronik (ZHO) leitet. Ein Nachfolgeprojekt, ausgestattet mit rund 700 000 Euro von der Deutschen Forschungsgemeinschaft, nachdem Stöhrs Team zuvor mit der Übertragung von 60 Gigabits in einer Sekunde ein Weltrekord in der Terahertz-Kommunikation gelungen war. Das schnellste Funksystem der Welt hatten die Duisburger geschaffen, indem sie Funkdaten mit einer Effizienz von 6 bit/s pro Hertz Kanalbandbreite und den Rekordwert von 60 Gbit/s pro Kanal erreichten. Bei Tera50+ konzentrieren sie sich auf Systeme mit 100 Gbit/s pro Kanal und mehr. Dabei wachsen die Bäume aber nicht in den Himmel. "Der Terahertzbereich hat zwar ein enormes Potenzial für Anwendungen, etwa bei kurzen Reichweiten bei Servern, in Data Centern zwischen einzelnen Computern oder auch innerhalb von Maschinen", sagt Projektleiter Stöhr. "Er stellt uns aber zugleich auch vor enorme materialwissenschaftliche und technologische Herausforderungen. Wir müssen leistungsstarke Terahertzsender und -empfänger erforschen."

"5G - Wahrheit und Mythos" hat unlängst das Berliner Fraunhofer-Institut (Fokus) eine Experten-Diskussion betitelt. Auch Andreas Stöhr tritt bei den Erwartungen auf die Bremse. Für den Wunsch von Computerspielern, sich in Echtzeit mit einem Gegner in den USA messen zu können, müssten schon die Gesetze der Physik außer Kraft gesetzt werden. "Licht legt im Vakuum 300 Kilometer pro Millisekunde zurück, in Glasfaser sind es 200 Kilometer. Beliebig geringe Latenzzeiten kann es also nicht geben."

Eine deutliche Unterschreitung der zehn Millisekunden Übertragungszeit, die mit dem aktuellen LTE-Standard möglich sind, ist allerdings als Ziel gesetzt. "5G soll unter einer Millisekunde Latenzzeit liegen", sagt Stöhr. Im Auge hat er dabei weniger die Gamer-Szene, als Anwendung zum Beispiel im selbstfahrenden Auto. Das kann nur sicher funktionieren, wenn Daten der Assistenzsysteme möglichst schnell übertragen werden. Der Finanzsektor investiert schon heute in schnelle Funkstrecken. Beim "High Frequency Trading" werden Börsenoperationen in Hochgeschwindigkeit abgewickelt. Millisekunden bedeuten da Millionen. Andreas Stöhr: "Wir haben Anfragen, um Glasfaser durch Funkstrecken zu ersetzen. In den USA gibt es Leute, die verdienen damit viel Geld."

(RP)
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