Standard für Mobilfunkgeneration 5G 31.10.2018, 07:00 Uhr

Übertragung großer Datenmengen per THz-Richtfunkstrecke

Im Projekt ThoR entwickeln Forscher und Industriepartner Möglichkeiten zur Datenübertragung in einem hohen Frequenzbereich. Bis zu 100 Gigabit pro Sekunde sollen erreicht werden.

Richtfunkantenne

Mit einer Richtfunkantenne soll es gelingen, enorme Datenmengen im hohen Frequenzbereich zu übertragen.

Foto: ILH, Universität Stuttgart

Der Datenverkehr steigt immer weiter an und der nächste Mobilfunkstandard – 5G – steht kurz vor der Vollendung. Experten sagen schon jetzt voraus, dass er Datenverkehrsdichten von mehreren Terabytes pro Sekunde und Quadratkilometer verursachen wird. Es werden daher neue Lösungen benötigt, um die Smartphones an das Datennetz ihres Mobilfunkanbieters anzuschließen. Ein Forscherteam aus Europa und Japan möchte Terahertz-, bzw. THz-Richtfunkstrecken nutzen, um entsprechend hohe Übertragungsraten zu erreichen. Koordiniert wird das Projekt ThoR von der Technischen Universität Braunschweig, gemeinsam mit der Waseda University in Japan.

Illustration eines Mobilfunknetzes

Das Prinzip der Datenübertragung für ein Mobilfunknetz.

Quelle: TU Braunschweig

Datentransport zum Mobilfunkanbieter über hohen Frequenzbereich

So langsam wird es eng am Datenhimmel. Mit dem neuen Mobilfunkstandard 5G werden unzählige Funkzellen hinzukommen, damit jedem Nutzer hohe Übertragungsraten zur Verfügung stehen. Das ist praktisch jedoch nicht so einfach. Denn die einzelnen Funkzellen decken bislang nur einen gewissen Radius ab, sodass sie sich nicht gegenseitig stören. Auf diese Weise können sie teilweise im gleichen Frequenzbereich arbeiten. Gleichzeitig müssen sie jedoch alle an das Datennetz des Mobilfunkanbieters angebunden werden – dieser Datentransport nennt sich Backhaul.

Stellenangebote im Bereich IT/TK-Projektmanagement

IT/TK-Projektmanagement Jobs
WIRTGEN GmbH-Firmenlogo
System- und Softwarearchitekt (m/w/d) - mobile Arbeitsmaschinen WIRTGEN GmbH
Windhagen (Raum Köln/Bonn) Zum Job 
WIRTGEN GmbH-Firmenlogo
Embedded Anwendungs-Softwareentwickler (m/w/d) - mobile Arbeitsmaschinen WIRTGEN GmbH
Windhagen (Raum Köln/Bonn) Zum Job 
B. Braun Melsungen AG-Firmenlogo
Global Lead (w/m/d) Operational Technology (OT) B. Braun Melsungen AG
Melsungen Zum Job 
WIRTGEN GmbH-Firmenlogo
Duales Studium Software Engineering - Bachelor of Engineering (m/w/d) WIRTGEN GmbH
Windhagen, Remagen Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Ingenieur Vermessung (m/w/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Montabaur Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Lösungsentwickler (w/m/d) im Digitallabor Geoinformatik Die Autobahn GmbH des Bundes
VIAVI-Firmenlogo
Senior / Software Engineer (C++, Python & Cloud) (m/w/d) VIAVI
Eningen Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Teamleitung (w/m/d) BIM-Management Die Autobahn GmbH des Bundes
RHEINMETALL AG-Firmenlogo
Verstärkung für unsere technischen Projekte im Bereich Engineering und IT (m/w/d) RHEINMETALL AG
deutschlandweit Zum Job 
Stadt Worms-Firmenlogo
Projektleiter (m/w/d) CAFM Stadt Worms
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Ingenieur (w/m/d) C-ITS Entwicklung Die Autobahn GmbH des Bundes
Frankfurt am Main Zum Job 
Recogizer-Firmenlogo
Projektingenieur (m/w/d) KI-gestützte CO2-Reduktion Recogizer
Recogizer-Firmenlogo
Projektingenieur (m/w/d) KI-gestützte CO2-Reduktion Recogizer
HAWK Hochschule Hildesheim/Holzminden/Göttingen-Firmenlogo
Laboringenieur*in für das Digitallabor HAWK Hochschule Hildesheim/Holzminden/Göttingen
Holzminden Zum Job 
Tagueri AG-Firmenlogo
Consultant OTA - Connected Cars (m/w/d)* Tagueri AG
Stuttgart Zum Job 
CS CLEAN SOLUTIONS GmbH-Firmenlogo
Mitarbeiter für die Steuerungstechnik Software (m/w/d) CS CLEAN SOLUTIONS GmbH
Ismaning bei München Zum Job 
Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin-Firmenlogo
Professur (W2) | auf Lebenszeit Fachgebiet Rechnerarchitekturen und Rechnersysteme Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin
Regierungspräsidium Freiburg-Firmenlogo
Manager für Building Information Modeling (BIM) (w/m/d) Bauingenieurwesen, Bauinformatik, Vermessungswesen, Geodäsie, Geoinformatik, Geomatik Regierungspräsidium Freiburg
Freiburg Zum Job 
HAWK Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst-Firmenlogo
Transfermanager*in HAWK Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst
Hildesheim Zum Job 
Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin-Firmenlogo
Professor (W2) | Permanent Computer Architecture and Computer Systems Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin

Die eigentliche Herausforderung für das Gemeinschaftsprojekt wird allerdings erst bei einem Blick auf die Frequenzen klar: Der Bereich unterhalb von 275 Gigahertz (GHz) ist bereits zu eng belegt. Glücklicherweise hat die Halbleitertechnik große Fortschritte gemacht, sodass es neuerdings möglich ist, Kommunikationssysteme in höheren Frequenzen zu installieren – der Bereich zwischen 300 GHz und 3 Terahertz (THz) ermöglicht riesige Bandbreiten. Hier setzt das ThoR-Konsortium an. Über Richtfunk sollen genau diese hohen Frequenzen erreicht werden.

Test für Richtfunk und Transceiver mit realen Daten

Zunächst beschäftigen sich die Wissenschaftler damit, die Technik aufzurüsten. Industriepartner steuern moderne Chipsätze und Modems bei sowie weitere Bauteile. Gemeinsam mit elektronischen und photonischen Technologien sollen sie es ermöglichen, einen Transceiver zu bauen, der mit extrem hoher Bandbreite Daten senden und empfangen kann. Er wird kombiniert mit einer Technik zur Verarbeitung digitaler Signale. Im Rahmen des Projektes soll er mit realen Daten getestet werden.

Selbst wenn die Technik tadellos funktionieren sollte, müssten die Wissenschaftler jedoch weitere Stolpersteine überwinden. Denn Richtfunk überträgt Daten über Radiowellen. In einem Teilprojekt untersuchen die Forscher daher, ob sich ihre Richtfunkstrecke mit sogenannten passiven Diensten verträgt. Gemeint sind damit beispielsweise die Erdbeobachtung und die Radioastronomie. Interferenzen müssen unbedingt vermieden werden.

100 Gigabit pro Sekunde in Echtzeit geplant

Läuft alles nach Plan, wird im Sommer 2021 die erste THz-Richtfunkstrecke aufgebaut sein, die Übertragungsraten von bis zu 100 Gbit/s in Echtzeit ermöglicht. Gleichzeitig wäre damit der neue „Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)“-Standard für einen Backhaul implementiert. Die große Bedeutung wird jedoch erst durch einen Vergleich klar: Bislang wurden für 5G nur drahtlose Backhauls geplant, die gerade mal eine Übertragungsrate von 10 GBit/s schaffen.

 

Weiterführende Themen:

Neue Mobilfunkgeneration – was wird 6G können?

Ein Beitrag von:

  • Nicole Lücke

    Nicole Lücke macht Wissenschaftsjournalismus für Forschungszentren und Hochschulen, berichtet von medizinischen Fachkongressen und betreut Kundenmagazine für Energieversorger. Sie ist Gesellschafterin von Content Qualitäten. Ihre Themen: Energie, Technik, Nachhaltigkeit, Medizin/Medizintechnik.

Themen im Artikel

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.