Anzeige

Anzeige

VERANSTALTUNGEN

IT-SOURCING 2019 – Einkauf meets IT
09.09.19 - 10.09.19
In Düsseldorf

ACMP Competence Days Berlin
11.09.19 - 11.09.19
In Stiftung Deutsches Technikmuseum Berlin, Berlin

MCC CyberRisks - for Critical Infrastructures
12.09.19 - 13.09.19
In Hotel Maritim, Bonn

Rethink! IT 2019
16.09.19 - 17.09.19
In Berlin

DSAG-Jahreskongress
17.09.19 - 19.09.19
In Nürnberg, Messezentrum

Anzeige

Anzeige

6G hinter Großstadt-Kulisse

Ultraschnelle elektro-optische Modulatoren konvertieren Datenströme von der drahtlosen Terahertz- zur optischen Glasfaser-Übertragung. 

Drahtlose Datennetze der Zukunft müssen höhere Übertragungsraten und kürzere Verzögerungszeiten ermöglichen und dabei immer mehr Endgeräte versorgen. Dies erfordert Netzwerkstrukturen aus vielen kleinen Mobilfunkzellen. Zur Anbindung dieser Zellen bedarf es leistungsfähiger Übertragungsstrecken bei hohen Frequenzen bis in den Terahertz-Bereich. Außerdem gilt es, die Übertragungsstrecken möglichst nahtlos mit Glasfasernetzen zu verbinden. Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) setzen ultraschnelle elektro-optische Modulatoren ein, um Datensignale von der Terahertz-Übertragung zur optischen Übertragung zu konvertieren. Sie berichten in der Zeitschrift Nature Photonics (DOI: 10.1038/s41566-019-0475-6)

Auf dem Weg zur sechsten Mobilfunkgeneration

Während der neue Mobilfunkstandard 5G noch getestet wird, arbeiten Forscherinnen und Forscher bereits an Technologien für die nächste Generation der drahtlosen Datenübertragung. „6G“ soll noch deutlich höhere Übertragungsraten, kürzere Verzögerungszeiten, eine größere Gerätedichte sowie die Integration Künstlicher Intelligenz ermöglichen. Auf dem Weg zur sechsten Mobilfunkgeneration sind viele Herausforderungen zu meistern, was sowohl die einzelnen Komponenten als auch ihr Zusammenwirken betrifft. So werden die drahtlosen Netze der Zukunft aus einer Vielzahl kleiner Mobilfunkzellen bestehen, innerhalb derer hohe Datenmengen schnell und energieeffizient übertragen werden können. Zur Vernetzung dieser Zellen werden Funkstrecken benötigt, mit denen sich Dutzende oder gar Hunderte von Gigabit pro Sekunde auf einem Kanal übertragen lassen. Dazu bieten sich Frequenzen im Terahertz-Bereich an, die im elektromagnetischen Spektrum zwischen den Mikrowellen und der Infrarotstrahlung liegen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, drahtlose Übertragungsstrecken nahtlos mit Glasfasernetzen zu verbinden, um die Vorteile beider Technologien zu vereinen – hohe Kapazität und Zuverlässigkeit mit Mobilität und Flexibilität.

Ultraschnelle elektro-optische Modulatoren

Einen vielversprechenden Ansatz zur Konversion der Datenströme von der Terahertz-Übertragung zur optischen Übertragung haben Wissenschaftler an den Instituten für Photonik und Quantenelektronik (IPQ), Mikrostrukturtechnik (IMT) sowie Hochfrequenztechnik und Elektronik (IHE) des KIT und dem Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF in Freiburg entwickelt: Wie sie in der Zeitschrift Nature Photonics berichten, verwenden sie ultraschnelle elektro-optische Modulatoren, um ein Terahertz-Datensignal direkt in ein optisches Signal umzuwandeln und damit die Empfängerantenne direkt an eine Glasfaser anzukoppeln. Die Wissenschaftler nutzen in ihrem Experiment eine Trägerfrequenz von circa 0,29 THz und erreichen eine Übertragungsrate von 50 Gbit/s. „Der Modulator beruht auf einer plasmonischen Nanostruktur und hat eine Bandbreite von mehr als 0,36 Terahertz“, erklärt Professor Christian Koos, Leiter des IPQ und Mitglied der kollegialen Leitung des IMT. „Die Ergebnisse zeigen das enorme Potenzial nanophotonischer Bauteile für die ultraschnelle Signalverarbeitung.“ Das von den Forschern demonstrierte Konzept kann die technische Komplexität von zukünftigen Mobilfunk-Basisstationen drastisch reduzieren und Terahertz-Verbindungen mit enorm hohen Datenraten ermöglichen – vorstellbar sind mehrere Hundert Gigabit pro Sekunde.

Technologien für 6G

Bild: Die nahtlose Verbindung drahtloser Übertragungsstrecken mit Glasfasernetzen ist der Schlüssel zu leistungsfähigen Datennetzen: Zukünftige Mobilfunknetze bestehen aus vielen kleinen Funkzellen, die sich über leistungsfähige THz-Übertragungsstrecken flexibel anbinden lassen. Am Empfänger lassen sich die THz-Signale mithilfe ultraschneller plasmonischer Modulatoren direkt in optische Signale konvertieren und über Glasfasernetze übertragen. (Grafik: IPQ/KIT)


Originalpublikation:

S. Ummethala, T. Harter, K. Koehnle, Z. Li, S. Muehlbrandt, Y. Kutuvantavida, J. Kemal, J. Schaefer, A. Tessmann, S. K. Garlapati, A. Bacher, L. Hahn, M. Walther, T. Zwick, S. Randel, W. Freude, C. Koos: THz-to-Optical Conversion in Wireless Communications Using an Ultra-Broadband Plasmonic Modulator. Nature Photonics, 2019. DOI: 10.1038/s41566-019-0475-6

Abstract unter https://www.nature.com/articles/s41566-019-0475-6

Artikel im Volltext (view only): https://rdcu.be/bKsfe

Receiver für den 6G-Mobilfunkstandard
Jul 17, 2019

Innovativer Mini-Transceiver ebnet Weg für 6G

Während das neue Mobilfunknetz 5G Schlagzeilen macht, ist schon der Nachfolger im…
Blaue Tür steht einen Spalt offen, Licht strahlt herein
Mai 29, 2019

5G - Türöffner in ein neues Zeitalter von Industrie 4.0

Vor welche Herausforderungen stellt die neue Mobilfunkgeneration 5G die Unternehmen?…
5G
Mär 29, 2019

Das erwarten die Deutschen von 5G

Seit dem 19.03.2019 können die Drillisch Netz AG, Telefónica, Telekom und Vodafone Gebote…
GRID LIST
Cloud

4 Grundlagentipps für erfolgreiches Cloud-Management

IT-Verantwortliche müssen sich heutzutage mit den verschiedensten Herausforderungen…
Netzwerk - Globus - Leute

Die SD-WAN-Revolution

Die neueste SD-WAN-Generation revolutioniert derzeit das WAN ebenso stark wie die…
Wolken, Vogelschwarm in Pfeilformation

Erfolgreiches Manövrieren bei Hybrid-Cloud-Problemen

Die Fähigkeit Workloads einfach zwischen On-Prem und Public Cloud zu migrieren, soll der…
35 Jahre E-Mail

Es war einmal vor 35 Jahren: die Geburt der ersten E-Mail

Am 3. August 1984 um 10:14 Uhr wurde in Deutschland die erste E-Mail empfangen. Die…
Team

Datensicherung in der Multi-Cloud: eine Wunschliste

Für die meisten Unternehmen sind Daten ihr wertvollstes Kapital. Dies macht…
Cloud

Cloud-Transformation: Wolkig mit Aussicht auf Innovation

In der Arbeitswelt ist die Zeit der Insellösungen vorbei. Stattdessen müssen moderne…