Die Nachfrage nach drahtloser Daten\u00fcbertragung f\u00fcr mobile Endger\u00e4te nimmt best\u00e4ndig zu. \u201eUltrawave\u201c, ein gro\u00df angelegtes europ\u00e4isches Forschungsprojekt unter Beteiligung der Goethe-Universit\u00e4t, reagiert darauf mit der Entwicklung einer Technologie, die mit beispielloser Geschwindigkeit Daten im Millimeter-Wellenl\u00e4ngen-Bereich \u00fcbertragen soll.<\/p>\n
\u201eZum ersten Mal in der Geschichte des Internets \u00fcbersteigt die \u00fcber Tablets und Smartphones genutzte Datenmenge diejenige der PCs. Und die Tendenz ist steigend\u201c, so Prof. Viktor Krozer von Physikalischen Institut der Goethe-Universit\u00e4t. Neue Technologien wie die Telemedizin, das Internet der Dinge, das Streamen von Filmen in ultra HD, Computerspiele \u00fcber Clouds, soziale Netzwerke, f\u00fchrerlose Fahrzeuge, Augmented Reality und viele noch nicht vorhersehbare Anwendungen werden k\u00fcnftig Datenmengen im Bereich von Zetabyte (1 Billion Terabyte, eine Zahl mit 21 Nullen) ben\u00f6tigen.<\/p>\n
Die Hersteller und Betreiber haben noch keine L\u00f6sung f\u00fcr die \u00dcbertragung dieser ungeheuren Datenmenge auf zahllose Handys gefunden. Glasfasern zu verlegen w\u00e4re zu kostspielig und in vielen st\u00e4dtischen Gebieten auch schwierig, wenn nicht unm\u00f6glich. Eine w\u00fcnschenswerte L\u00f6sung ist daher ein drahtloser \u00dcbertragungskanal, der Daten mit einer Rate von 10 Gigabits pro Sekunde und Quadratkilometer (hundert Mal mehr als heute) \u00fcbermittelt und au\u00dferdem flexibel und kosteng\u00fcnstig ist. Daf\u00fcr kommen nur Frequenzen im Bereich von Millimeter-Wellen zwischen 30 und 300 Gigahertz in Frage mit mehreren Gigahertz \u00dcbertragungsbandbreite.<\/p>\n
Das Konzept der Ultrawave Forschungskooperation besteht darin, einen ultrahohen Kapazit\u00e4tskanal (ultra-capacity layer) zu entwickeln, der einen Schwellenwert von 100 Gigabits pro Sekunde erreicht, flexibel ist und leicht zu installieren ist. Dieser Kanal soll hunderte miniaturisierte Pico-Zellen mit Datenvolumen versorgen, und zwar unabh\u00e4ngig von der Dichte der mobilen Ger\u00e4te. Damit w\u00fcrden sich neue Szenarien f\u00fcr Netzwerk-Paradigmen und -Architekturen er\u00f6ffnen, die eine vollst\u00e4ndige Implementierung der f\u00fcnften Generation mobiler Netzwerke (5G) erm\u00f6glichen.<\/p>\n
Der Ultrawave-Kanal (\u201cultra-capacity layer\u201d) wird betr\u00e4chtliche \u00dcbertragungsleistungen ben\u00f6tigen, um gro\u00dfe Bereiche abzudecken, denn Millimeter-Wellen werden \u00fcber die Distanz st\u00e4rker abgeschw\u00e4cht als langwellige Signale. Das soll durch die Kombination von drei Haupttechnologien geschehen: Vakuum-Elektronik, Festk\u00f6rper-Elektronik und Photonik sollen zu einem einzigartigen drahtlosen System entwickelt werden, durch die Bereitstellung von Hochfrequenz-Leistung im Multi-Watt-Bereich bei Frequenzen oberhalb von 100 GHz. Diese hohe Leistung wird heute nur durch neue Millimeter-Wellen-Vakuumkomponenten erreicht, die Schl\u00fcsselkomponenten f\u00fcr Ultrawave sind. Die Goethe-Universit\u00e4t wird diese Vakuumkomponenten mitentwickeln und an der Millimeterwellen-Mikroelektronik mitarbeiten.<\/p>\n
Das Ultrawave Konsortium ist ein Zusammenschluss von f\u00fcnf f\u00fchrenden Universit\u00e4ten und drei mittelst\u00e4ndischen Unternehmen im Bereich der Millimeter-Wellen und drahtlosen Kommunikationstechnologien: Der Universit\u00e4t Lancaster, Gro\u00dfbritannien, Fibernova Systems in Valencia, Spanien, des Ferdinand Braun Instituts, des Leibniz Instituts f\u00fcr H\u00f6chstfrequenztechnik, der Goethe-Universit\u00e4t Frankfurt und des HFSE in Deutschland, OMMIC in Frankreich und der Universit\u00e4t Roma Tor Vergata in Italien.<\/p>\n
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