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Kabellos für eine schnellere Übertragung

Dank neuer und aufkommender Technologien schrumpft die Welt zusammen. Mit Handys und Smartphones können wir mit jedem auf der ganzen Welt sprechen und E-Mails und Fotos fast augenblicklich senden. Aber so wie unsere Fähigkeiten, Dinge zu vollbringen, sich vergrößern, so wachse...

Dank neuer und aufkommender Technologien schrumpft die Welt zusammen. Mit Handys und Smartphones können wir mit jedem auf der ganzen Welt sprechen und E-Mails und Fotos fast augenblicklich senden. Aber so wie unsere Fähigkeiten, Dinge zu vollbringen, sich vergrößern, so wachsen auch unsere Ansprüche, weshalb manche dieser neuen Technologien sich bereits unter der Belastung biegen. Datenübertragung ist ein solcher Bereich, in dem ein Nadelöhr entsteht. Sie kann durch Kabelverbindung erfolgen, was zu zunehmender Unordnung führt, oder drahtlos über Bluetooth oder Wi-Fi. Letztere sind für kleine Dateien akzeptabel, aber was ist mit dem gerade gefilmten Abschlussfeier oder Trauungszeremonie? Die Übertragung könnte sehr lange dauern. Forscher am Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme (Fraunhofer IPMS) in Dresden, Deutschland, haben ein neues System mithilfe der Infrarot-Technik entwickelt, das nicht nur aktuelle drahtlose Technik übertrifft sondern auch die meisten Kabeltechniken. Frank Deicke, einer der Forscher, die die neue Technologie entwickelt haben, und Spezialist für Infrarot-Technik, präsentiert das neu entwickelte Infrarot-Modul, das Seinesgleichen sucht. "Es überträgt Daten mit einer Rate von 1 Gigabit pro Sekunde (Gbit/s). Zum Vergleich: Ein E-Mail-Buchstabe besteht aus acht Bit. Das Infrarot-Modul schafft damit in einer Sekunde 125 Millionen Buchstaben", so Deicke. Für gewöhnlich sind Kabelverbindungen zwischen Elektrogeräten schneller als der Funk. In diesem Fall ist es anders. Das neue »Multi-Gigabit-Kommunikationsmodul« schafft das Sechsfache der USB2-Kabel-Geschwindigkeit. Die meisten Computer haben USB-2.0-Ports und die meisten Flash-Laufwerke verwenden dieses Protokoll. Ein Vergleich mit den etablierten Funkstandards ist noch eindrucksvoller: Die IPMS-Lösung ist 46-mal schneller als herkömmliches WLAN und 1430-mal rascher als das Bluetooth-Verfahren. Das liegt vor allem an einer schnellen Signalverarbeitung. Denn das Nadelöhr sind das Ver- und Entschlüsseln der Daten, das Ver- und Entpacken für den Versand durch die Luft. So muss die Video-Information von der Digitalkamera zunächst in ein Funksignal umgewandelt werden, ehe sie auf die Reise geht Im Empfangsgerät, einem Laptop zum Beispiel, wird das Funksignal dann wieder entschlüsselt und in die Filmdatei verwandelt. Das kostet Rechenzeit. Für den Forscher und sein Team bestand die Herausforderung also darin, eine kleines Infrarot-Modul zu bauen, dessen Hard- und Software schnell arbeiten. Zudem sollte der Rechenaufwand möglichst gering sein, denn je stärker die Mikroprozessoren arbeiten müssen, desto mehr Strom fressen sie. "Letztlich haben wir das durch kluges Kombinieren verschiedener technischer Lösungen erreicht", sagt Deicke. Das gilt zum Beispiel für den Transceiver, jenes optische Bauteil, das Lichtsignale zugleich aussenden und empfangen kann. Der Transceiver ist etwa so groß wie ein Kinderfingernagel, enthält aber dennoch eine Laserdiode, die die Lichtimpulse aussendet und einen Photodetektor, der diese wahrnimmt. Wichtig sind auch die Decoder, welche die verschlüsselten Daten empfangen und übersetzen. Da die Lichtsignale in der Luft abgeschwächt und verzerrt werden, mussten Deicke und seine Mitarbeiter ausgeklügelte Fehlerkorrekturmechanismen programmieren. Wie bei der TV-Fernbedienung muss auch zwischen dem Sender und dem Empfänger freie Sicht herrschen. Dies ist kein Problem für Frank Deicke: "Man legt die Kamera oder das Smartphone einfach direkt neben den Computer oder den Laptop." Nach nur wenigen Sekunden ist das Video übertragen. Die Forscher wissen sehr genau, dass sich eine solche Technologie nur dann durchsetzen kann, wenn sie von den Herstellern als Standard akzeptiert wird. Erst dann wird sie in verschiedensten Geräten verbaut, sodass der Kunde diverse Laptops und Kameras problemlos verbinden kann. Deicke engagiert sich deshalb in der Infrared Data Association. Er bringt sein Wissen unter anderem in die "10 Giga-IR-Arbeitsgruppe" ein. Damit ist sein Ziel klar. Es geht noch schneller als 1 Gbit pro Sekunde. "Mit unserem aktuellen Infrarot-Modul zeigen wir bereits, dass die Infrarot-Technologie herkömmliche Standards weit hinter sich lassen kann. Für die Zukunft wollen wir die Leistung noch steigern." Deicke konnte bereits zeigen, dass sich die Übertragungsrate seines aktuellen Moduls auf 3 Gbit hochtreiben lässt. 10 Gbit erscheinen da durchaus erreichbar zu sein.Weitere Informationen sind abrufbar unter: Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme (Fraunhofer IPMS): http://www.ipms.fraunhofer.de/ Infrared Data Association: http://www.irda.org/

Länder

Deutschland

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