Weltrekord: Drahtlose Datenübertragung mit 200 Gigabit pro Sekunde

Die drahtlose Übertragung von Daten ist aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Der Fortschritt der technischen Entwicklung erfordert, dass diese drahtlose Datenübertragung immer schneller und leistungsfähiger wird. Mit einem von deutschen Forscher:innen entwickeltem Schaltkreis wurde nun ein neuer Geschwindigkeitsrekord für die drahtlose Übertragung von Daten aufgestellt. Das System erreichte eine Übertragungsgeschwindigkeit von bis zu 200 Gigabit pro Sekunde und zeigte damit, dass auch im sogenannten D-Band bei Frequenzen zwischen 110 und 170 Gigahertz erreichbar sind. Das könnte künftig auch für 6G-Anwendungen von Bedeutung sein.

Bild: IHP – Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik

Drahtlose Übertragung für 6G-Netze

Um die Funktion von vernetzten Systemen auch mit drahtloser Kommunikation gut funktionieren, ist es erforderlich, dass Informationen, Steuerbefehle und auch andere Daten nach Möglichkeit in Echtzeit übertragen werden können. Ermöglicht wird dies durch Nutzung höherer Frequenzen und möglichst effizienter Ausnutzung der Bandbreite in Kombination mit Hardware, die die Daten auch schnell verarbeiten und senden sowie empfangen kann. An letzterem Faktor setzt die Kommunikationsschaltung an, die ein Team rund um Andrea Malignaggi vom IHP – Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik in Frankfurt/Oder entwickelt hat.

Das System basiert auf bipolare Silizium-Germanium-Metalloxid-Transistoren (SiGe-BiCMOS). Die Forscher:innen haben einen neuen Chip entwickelt, der spezifisch für drahtlose Kommunikation ausgelegt ist. Auf ihm sind Sender, Empfänger sowie On-Chip-Antennen vereint. Das System wurde entwickelt, um Daten im sogenannten D-Band zu übertragen. Dabei handelt es sich um hochfrequente Wellenbereiche zwischen 110 und 170 Gigahertz, die eine hohe Bandbreite ermöglichen und ein möglicher Übertragungsbereich für die nächste Mobilfunk-Generation (6G) sind.

„Um für den Mobilfunkbereich 6G realisieren zu können, brauchen wir eine ganz neue Architektur. Pikozellen sind ein Beispiel dafür. Diese Funkzellen sollen sehr hohe Datenraten über kurze Entfernungen ermöglichen, beispielsweise in Konferenzräumen oder im privaten Bereich, wenn Mobiltelefone, Fernseher und andere Geräte miteinander vernetzt sind„, so Malignaggi.

Neuer Weltrekord bei Übertragung erreicht

Die Wissenschaftler:innen testeten die Leistungsfähigkeit des Chips in der Antennenmesskammer des IHP. In dieser gibt es keine ablenkende Strahlung, die die Drahtloskommunikation stören könnte. Während des Versuchs maßen sie die Übertragungsraten mit einem standardisierten Protokoll, für das zwei Mirkochips (jeweils einer im Sende- und Empfangsmodus) in 15 Zentimeter Abstand zueinander angebracht. Die Forscher:innen maßen dabei Übertragungsraten von bis zu 200 Gigabit pro Sekunde übertragen, was einem neuen Weltrekord entspricht. Der bisherige Rekord wurde 2019 aufgestellt und lag bei etwa 120 Gigabit pro Sekunde.

Das Team will die integrierten Bauelemente und Schaltungsblöcke des Chips in Zukunft noch weiterentwickeln sowie mehrere der Chips zu komplexen Systemen zusammenfassen. So sollen in Zukunft Daten ultraschnell auch über große Entfernungen übertragen werden können.

via IHP – Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik