Deutsch-japanische Zusammenarbeit

Das Duisburger ZHO und Japans NICT forschen gemeinsam an ultraschnellen Funknetzen

Das nationale Institut Japans für Informations- und Kommunikationstechnologien (National Institute for Information and Communication Technologies) in Toyko, Provider für die Kommunikationstechnologien und das Zentrum für Halbleitertechnologie und Optoelektronik (ZHO) haben ein Memorandum of Understanding über die Zusammenarbeit im Bereich der drahtlosen Ultrahochgeschwindigkeitskommunikation für den mobilen Internetzugriff vereinbart. Inhalt der Zusammenarbeit ist die gemeinsame Erforschung photonischer Technologien für die drahtlose Kommunikation bei höchsten Datenraten von bis zu 100 Gigabit pro Sekunde.

Das NICT im japanischen Tokio

Während gegenwärtig in Funknetzen Datenraten von einigen Gb/s schon heute machbar sind, ist der Bereich oberhalb von 10 Gb/s bisher nur in experimentellen Aufbauten gezeigt worden. In Jahre 2009 erreichte das ZHO hier mit über 27 Gb/s bei einer Trägerfrequenz von 60 GHz einen Weltrekord. Generell gibt es bei extrem hohen Datenraten einen Trade-Off zwischen Übertragungsfrequenz, Bandbreiteneffizienz und Funkreichweite. Bei sehr hohen Trägerfrequenzen (> 60 GHz) steht prinzipiell eine große Bandbreite zur Verfügung steht, was selbst bei extremen Datenraten noch den Einsatz von vergleichsweise einfachen Modulationsverfahren mit nur geringer Bandbreiteneffizienz zulässt. Dagegen ist bei niedrigen Frequenzen unterhalb von z.B. 10 GHz die Ausbreitung der elektromagnetischen Funkwellen verlustärmer, somit sind längere Funkstrecken möglich. Allerdings ist das zur Verfügung stehende Spektrum in diesem niedrigen Frequenzbereich jedoch sehr knapp.

Schon seit vielen Jahren forschen das ZHO und auch das NICT an höchstfrequenten photonischen und elektronischen Technologien sowie deren Integration um den drahtlosen Internetzugang bei höchsten Datenraten von zu ermöglichen. Jetzt wollen beide Institute kooperieren um Funksysteme mit Datenraten bis zu 100 Gb/s und Trägerfrequenzen oberhalb von 60 GHz in Zukunft zu ermöglichen.

„Wir sind sehr froh, dass die internationale Kooperation mit dem NICT zustande gekommen ist”, sagt Andreas Stöhr, der in der Vergangenheit bereits selber am NICT geforscht hat. Er ist sich sicher, dass das auf beiden Seiten vorhandene Know-How und die komplementären Ausstattung der beiden Institute schnell zu einem Wissensvorsprung führen werden. Zunächst ist ein gegenseitiger Austausch von Wissenschaftlern geplant; Aufenthalte von japanischen Kollegen in Duisburg haben bereits stattgefunden. Jetzt wurde auch ein Forschungsstipendium bewilligt, das den längerfristigen Aufenthalt von Duisburger Wissenschaftlern in Japan ermöglicht.

Schon im Oktober dieses Jahres wird Sebastian Babiel, der am ZHO an photonischen Technologien und Techniken für voll-duplexe drahtlose Ultrahochgeschwindigkeitskommunikation forscht, für insgesamt sechs Monate an das NICT wechseln. „Das NICT gehört im Bereich der Kommunikationstechnik zu einer der renommiertesten Einrichtungen weltweit. Ich freue mich sehr darauf mit den japanischen Kollegen zusammenarbeiten zu können und bin sehr gespannt auf die japanische Kultur“, sagt Herr Babiel.

Neben der wissenschaftlichen Kooperation wird es im September weiterhin ein Meeting der IEC (International Electrotechnical Commission) TG 103 Standardisierungskommission geben, in dem erste Standards für solch zukünftige Funksysteme vorbereitet werden sollen. Sowohl das ZHO als auch das NICT sind Mitglieder der IEC Standardisierungskommission.

Kontakt: Andreas Stöhr