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Echtes drahtloses 100G In zwei Sekunden 9,4 GByte aufs Smartphone

Autor / Redakteur: Sebastian Gerstl / Rainer Graefen

Einen kompletten Film sekundenschnell von einer DVD auf ein Smartphone übertragen – was aktuell nur mithilfe eines Kabels lösbar ist, möchten Forscher des Heinz Nixdorf Instituts (Universität Paderborn) künftig drahtlos möglich machen.

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Extrem dünne Testspitzen und spezielle Kabel stellen den Kontakt zwischen Messgerät und Chip her: Im Projekt Real100G.COM arbeiten Forscher um Prof. Dr.-Ing. Christoph Scheytt an der drahtlosen Datenübertragung mit echten 100Gbit/s Geschwindigkeit. Nun ist dem Forschungsteam ein Durchbruch gelungen: Mit Hilfe eines Spreizbandverfahrens konnte der Energiebedarf eines so hohen Datendurchsatzes erheblich gesenkt werden.
Extrem dünne Testspitzen und spezielle Kabel stellen den Kontakt zwischen Messgerät und Chip her: Im Projekt Real100G.COM arbeiten Forscher um Prof. Dr.-Ing. Christoph Scheytt an der drahtlosen Datenübertragung mit echten 100Gbit/s Geschwindigkeit. Nun ist dem Forschungsteam ein Durchbruch gelungen: Mit Hilfe eines Spreizbandverfahrens konnte der Energiebedarf eines so hohen Datendurchsatzes erheblich gesenkt werden.
(Bild: Bild: Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn)

Der wachsende Anspruch an die Unterhaltungselektronik fordert schnellere Übertragungsraten, vor allem bei Smartphones, Tablets und Notebooks. Aktuell können Mobilfunkdaten nur mit etwa 100 Megabit pro Sekunde übertragen werden, in drahtlosen Funknetzwerken (WLAN) mit bis zu 1 Gigabit pro Sekunde. 100 Gigabit pro Sekunde waren das Ziel des Forscherteams um Prof. Dr.-Ing. Christoph Scheytt bei dem Projekt "REAL100G.COM".

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"Wichtig ist, bei der Übertragungsrate zu bedenken, dass nicht alle Bits dem Datentransfer dienen", erklärt M. Sc. Abdul Rehman Javed, Mitarbeiter von Scheytt. "Viele Bits werden für die Verwaltung des Übertragungsprotokolls oder die Fehlererkennung und -korrektur gebraucht.

Um bei dem Beispiel zu bleiben, wäre es uns aber möglich, eine 9,4 Gigabyte DVD in etwa zwei Sekunden auf ein Smartphone zu übertragen."

Stromverbrauch reduzieren unverzichtbar

Die Fachgruppe Schaltungstechnik entwarf und testete dafür millimetergroße Chips für einen analog-digitalen Basisbandempfänger. Seine digitale Variante ist beispielsweise in Smartphones zu finden, wo er für die Signalverarbeitung zuständig ist.

Während des Tests wurde der Chip auf einer Teststation befestigt. Extrem dünne Testspitzen und spezielle Kabel stellten den Kontakt zwischen Messgerät und Chip her.

9,4 Gigabyte in etwa zwei Sekunden schnurlos übertragen: M.Sc. Abdul Rehman Javed an der Wafer-Teststation für Hochfrequenz-Integrierte-Schaltungen mit breitbandigem Oszilloskop und Vektor-Netzwerkanalysator am Heinz Nixdorf Institut.
9,4 Gigabyte in etwa zwei Sekunden schnurlos übertragen: M.Sc. Abdul Rehman Javed an der Wafer-Teststation für Hochfrequenz-Integrierte-Schaltungen mit breitbandigem Oszilloskop und Vektor-Netzwerkanalysator am Heinz Nixdorf Institut.
(Bild: Heinz Nixdorf Institut, Uni Paderborn)

Da bei dieser hohen Übertragungsrate die Akkulaufzeit erheblich reduziert wird, war die Senkung des Stromverbrauchs eine Herausforderung. "Wir versuchten daher, so lange wie möglich mit dem analogen Signal zu arbeiten, bevor wir es in ein digitales umwandelten", so Javed.

Dafür arbeiteten die Forscher mit dem sogenannten Parallel-Sequence-Spread- pectrum – einem Spreizbandverfahren, das sich speziell für die Umsetzung digital / analoger Schaltungen eignet. Erste Ergebnisse zeigten, dass die Kombination dieses Verfahrens mit der analogen Signalverarbeitung weniger Strom verbrauchte.

"REAL100G.COM" geht nach dreijähriger Laufzeit in die zweite Phase, die auf drei Jahre angelegt ist. Das Projekt findet in Kooperation mit der Universität Stuttgart, der Technische Universität Cottbus (BTU Cottbus) und der IHP GmbH (Innovations for High Performance Microelectronics / Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik) statt und ist Teil des Schwerpunktprojekts "Drahtlose Ultrahochgeschwindigkeitskommunikation für den mobilen Internetzugriff" (DFG SPP 1655). Es wird durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft gefördert.

(ID:44090194)

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