Draadloos wereldrecord

Gegevensoverdracht via radio met 100 gigabit per seconde

Wereldrecordopstelling met 100 gigabit per seconde: de ontvanger (links) vangt het radiosignaal op dat door de oscilloscoop is opgenomen (rechts). © KIT
voorlezen

Kruipende download, nietige bandbreedte - ondanks alle inspanningen om het netwerk uit te breiden, vloeken veel gebruikers nog steeds, vooral in landelijke gebieden, voor lage transmissiesnelheden. Onderzoekers uit Karlsruhe zijn erin geslaagd draadloze gegevensoverdracht drastisch te versnellen. Met een gegevenssnelheid van 100 gigabit per seconde overtreft de nieuwe methode eerdere WLAN-verbindingen meer dan 100 keer. En in hun publicatie in "Nature photonics" voorspellen de onderzoekers al de volgende stap.

Snel genoeg om de inhoud van een BluRay-schijf binnen twee seconden over te dragen - zo snel is 100 gigabit per seconde (Gbps). Terwijl bekabelde netwerken al enige tijd actief zijn en snelheden van deze omvang overschrijden, zijn draadloze netwerken ver achtergebleven. Zelfs de hoogste theoretisch draadloze haalbare snelheden zijn iets meer dan 7 Gbit / s. De draadloze transmissiesnelheid, die de onderzoekers van het project "Millilink" van het Karlsruhe Institute of Technology (KIT) hebben bereikt, kan nu de bandbreedte bijhouden met een glasvezelkabel. De onderzoekers stuurden echter aanvankelijk alleen een afstand van 20 meter. Al in mei hadden ze een transmissiesnelheid van 40 Gbit / s bereikt over een afstand van één kilometer.

Combinatie van fotonische en elektronische technologieën

De grote innovatie die de opnamesnelheid mogelijk maakt, is een fotonische zender. Dit genereert radiosignalen door twee overlappende lasers op een fotodiode. Zo wordt een optisch signaal omgezet in een hoogfrequent elektrisch signaal, hier met een frequentie van 237, 5 GHz. Dit signaal wordt vervolgens door een antenne verzonden. Bovendien combineert de zender verschillende bits in zogenaamde datasymbolen en verzendt deze tegelijkertijd. Met behulp van deze techniek kunnen gegevens van glasvezelkabels direct worden omgezet in hoogfrequente radiosignalen.

In het laboratoriumexperiment is de radioverbinding al tot 20 meter overbrugd. © KIT

De ontvanger is een elektronische halfgeleiderchip, die ook is ontwikkeld als onderdeel van het "Millilink" -project van het Fraunhofer Institute for Applied Solid State Physics (IAF) in Freiburg. De elektronen in de gebruikte HEM-transistoren zijn bijzonder mobiel (HEMT = hoge elektronenmobiliteitstransistor). Dit maakt de grote bandbreedte van de chip met de gebruikte hoge frequentie mogelijk.

Vooruitgang op het platteland

Het doel van het "Millilink" -project dat wordt gepromoot door het federale ministerie van Onderwijs en Onderzoek, is de draadloze overdracht te integreren in optische breedbandnetwerken. De nieuwe technologie zal vooral in het landelijk gebied worden gebruikt. Op veel gebieden is de grootschalige uitbreiding met glasvezelnetwerken oneconomisch. Met de ontwikkelde radiomethode kunnen obstakels zoals rivieren of dicht bos gemakkelijk worden overbrugd. Maar ook voor het WLAN thuisgebruik en op het gebied van communicatie zijn talloze toepassingen denkbaar. tonen

Voor Swen K nig, die het experiment bij KIT heeft gepland en uitgevoerd, is dat verre van voldoende, omdat "door het gebruik van verschillende zend- en ontvangstantennes de gegevenssnelheid opnieuw kon worden vermenigvuldigd. Dit brengt radiosystemen dichter bij één terabit per seconde. "(Nature Photonics, 2013; doi: 10.1038 / nphoton.2013.275)

(Karlsruhe Institute of Technology, 14.10.2013 - AKR)