Forscher entwickeln Spiegel für WLAN-Systeme der Zukunft
Höhere Datenraten in drahtlosen Netzen werden sich langfristig nur mit höheren Frequenzen erzielen lassen, meinen Forscher der TU Braunschweig. Für WLANs im Terahertz-Bereich würden dann Spiegel für die störungsfreie Übertragung erforderlich.
Drahtlose Kommunikation über kurze Entfernungen ist aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken – und nach Ansicht Braunschweiger Forscher müssen sie in einigen Jahren Gigabit-Bandbreiten erreichen. Dafür seien ganz neue Techniken mit Terahertz-Wellen und Reflektoren notwendig.
In den vergangenen 20 Jahren haben sich Systeme wie Bluetooth und WLAN etabliert. Sie arbeiten mit wenigen GHz und bieten nur begrenzte Datenübertragungsraten. Bluetooth verwendet das lizenzfreie ISM-Band mit Frequenzen um 2,4 GHz. Unter Einsatz von Enhanced Data Rate (EDR) lassen sich mit Bluetooth 2.0 maximal 2,1 MBit/s übertragen. WLAN nach den IEEE-Standards 802.11b und 802.11g arbeitet ebenfalls im Frequenzbereich oberhalb von 2,4 GHz. Dabei lassen sich Datenraten von maximal 11 MBit/s beziehungsweise 54 MBit/s erzielen. Beim noch nicht offiziell verabschiedeten WLAN-Standard 802.11n sollen die Raten bis auf 540 MBit/s steigen.
Um insbesondere auch die Datenübertragung von Bluetooth deutlich erhöhen zu können, wird am Ultra-Wide-Band-System (UWB) gearbeitet, das Frequenzen bis zu 10,6 GHz nutzt. Der Ultrabreitbandfunk (IEEE 802.15.3a) ist für Entfernungen bis zu 10 Metern ausgelegt und soll Datenraten bis maximal 1320 MBit/s ermöglichen.
Forscher vom Institut für Hochfrequenztechnik der TU Braunschweig gehen jedoch davon aus, dass in 10 bis 15 Jahren drahtlose Kommunikationssysteme benötigt werden, die Datenraten von 10 GBit/s und mehr erreichen. Dazu sind nach ihrer Einschätzung WLAN-Systeme erforderlich, die mit Terahertz-Wellen funken. Anders als aktuelle WLAN-Installationen arbeiten solche Systeme allerdings nur noch bei ungestörter Sichtverbindung zwischen Sender und Empfänger einwandfrei. Schon eine umherlaufende Person unterbricht die Verbindung. Daher müssten Spiegel eine indirekte Ausbreitung der Trägerwellen unterstützen. Die Braunschweiger Forscher haben jetzt solche Reflektoren aus Polypropylen- und Siliziumschichten vorgestellt, die sich beispielsweise in den Wänden eines Gebäudes integrieren ließen. Die Spiegel arbeiten im angepeilten Frequenzbereich um 300 GHz omnidirektional, dass heißt sie reflektieren die auftreffenden Wellen für beide Polarisationen und sämtliche Einfallswinkel. (map)
