Fraunhofer-Institut: Rekord mit Multi-Gigabit-Funk über 37 Kilometer

Mehrere deutsche Forschungsinstitute haben einen Rekord per Richtfunk aufgestellt. Die Technik könnte für schnelles Satelliteninternet und als terrestrische Funkübertragung im E-Band als Ersatz für das Verlegen von Glasfaser genutzt werden.

Artikel veröffentlicht am 18. Mai 2016, 14:50 Uhr, Achim Sawall

E-Band-Sender mit Parabolantenne (Bild: Universität Stuttgart/Parisa Harati)

Mit einer Datenrate von 6 GBit/s über eine Entfernung von 37 Kilometern hat ein Forschungsverbund einen Rekord aufgestellt. Das gab das Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik (IAF) am 18. Mai 2016 bekannt. Beteiligt waren Forscher der Universität Stuttgart, das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und das Unternehmen Radiometer Physics, das zu Rohde & Schwarz gehört.

Dem Team gelang die Datenübertragung auf einer Strecke zwischen Köln und dem 36,7 km entfernten Wachtberg. Die Stationen standen auf dem 45-stöckigen Uni-Center in Köln und dem Gelände des Weltraumbeobachtungsradars TIRA am Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik (FHR) in Wachtberg.

Richtfunk leidet unter Abschwächung der Signale über größere Entfernungen

Die Datenrate von 6 GBit/s erzielte die Gruppe bei einer Frequenz von 71 bis 76 GHz im E-Band. Eine Schwierigkeit sei die Abschwächung der Signale über größere Entfernungen, erklären die Forscher. Daher musste stark gesendet werden und nötig waren leistungsfähige Verstärker am Ende, in Form von monolithisch integrierter Millimeterwellen-Schaltungen (MMICs).

Den Schaltungen liegen zwei Transistortechnologien zugrunde, die Fraunhofer IAF entwickelt und hergestellt hat. Im Sender werden die Signale mit Leistungsverstärkern auf Basis des Verbindungshalbleiters Galliumnitrid auf eine hohe Sendeleistung von bis zu 1 Watt gebracht. Eine Parabolantenne strahlte die Signale ab. Im Empfänger seien Empfangsverstärker auf Basis von Transistoren mit Indium-Gallium-Arsenid-Halbleiterschichten eingebaut. Sie sorgen für die Detektion der über die Entfernung sehr stark abgeschwächten Signale.

"Die nächste Generation der Satellitenkommunikation erfordert einen immer größeren Datenfluss von Erdbeobachtungssatelliten zur Erde", erklärten die Forscher. Es sei bei einer Datenrate wie bei dem Versuch möglich, den ländlichen Raum und entlegene Gebiete mit schnellem Internet zu versorgen. 250 Internet-Anschlüsse könnten mit 24 MBit/s ADSL versorgt werden. "Terrestrische Funkübertragung im E-Band eignet sich als kosteneffizienter Ersatz für das Verlegen von Glasfaser oder als Ad-hoc-Netz im Krisen- und Katastrophenfall, bis hin zur Verbindung von Basisstationen im Backhaul der Mobilkommunikation."

Access wurde zum 30. April beendet und läuft weiter im Nachfolgeprojekt Elipse (E-Band Link Platform and Test for Satellite Communication). Ziel war die schnelle Anbindung von Satelliten durch die Verbesserung des terrestrischen Richtfunks. Das Projekt wurde gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi).