Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Freie Fahrt auf der Datenautobahn

02.12.2013
Unsere Kommunikationsnetze müssen immer größere Datenmengen verarbeiten und stoßen damit zunehmend an ihre Grenzen. Forscher haben ein Testgerät entwickelt, mit dem sich neue, effiziente Übertragungsformate schnell und unkompliziert testen lassen.

Auf unseren Datenautobahnen wird es immer voller: 4,3 Mrd Gigabyte schickten die Deutschen 2012 laut Bundesnetzagentur via Breitband durch das virtuelle Verkehrsnetz. Rund 140 Mio Gigabyte wurden zusätzlich über die Mobilfunknetze übertragen.


Der Arbitrary Waveform Generator des HHI testet mit 70 Milliarden Abtastwerten pro Sekunde neue Übertragungsformate schnell und unkompliziert.
© Fraunhofer HHI

Gleichzeitig steigen die Ansprüche an die Übertragungsqualität und -schnelligkeit. Vor allem durch datenintensive Anwendungen wie etwa Multimedia-Inhalte sind heutige Kommunikationsnetze oft bis an ihre Kapazitätsgrenzen ausgelastet – es drohen Staus auf der Datenautobahn.

Nur eine verbesserte Infrastruktur wird künftig in der Lage sein, die steigende Flut an Bits und Bytes schnell und zuverlässig zu transportieren. Doch wie im »realen« Verkehr kann man nicht einfach neue Straßen bauen.

»Das verfügbare Funkfrequenzspektrum ist vielerorts schon weitgehend ausgeschöpft. Das bedeutet, wir müssen die vorhandenen Frequenzen effizienter nutzen«, erklärt Dr. Klaus-Dieter Langer vom Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut, HHI in Berlin. Gleiches gilt für das Festnetz: Vorhandene Kapazitäten mit modernster Technik auszuschöpfen ist oft günstiger als das Verlegen neuer Leitungen.

Langer und sein Team arbeiten deshalb daran, mehr Information in weniger Bandbreite zu übertragen. Dabei erproben die Berliner Forscher für die Übertragungstechnik bei Glasfasern neue Modulationsformate. Das sind Methoden, um möglichst viele Bits in einer Frequenzeinheit unterzubringen. Das einfachste Modulationsformat besteht aus einer Abfolge der Werte 0 und 1, was durch Ein- und Ausschalten des Übertragungssignals erreicht wird. Die Forscher fügen in ihren Konzepten beispielsweise noch mehrere Zwischenwerte ein, um eine höhere Bitrate zu erreichen.

»Gerade komplexe Modulationsformate erscheinen in der Theorie oft recht vielversprechend, zeigen aber dann im Versuch unerwartete Effekte«, sagt Langer. Um neue Übertragungstechniken auf ihre Praxistauglichkeit zu testen, nutzt man üblicherweise Signalgeneratoren, wie sie auch in der Schaltungsentwicklung zum Einsatz kommen. Ausgefeiltere Versionen – »Arbitrary Waveform Generatoren«, kurz AWG – sind in der Lage, beliebige Signalfolgen zu kreieren. Ein derartiges Werkzeug kann Forschern und Entwicklern die Arbeit erheblich erleichtern. »Sonst müsste man für die benötigten Signale spezifische Schaltungen konstruieren. Das wäre gerade bei komplizierten Signalformen aber viel zu aufwändig«, erklärt Langer.

Weltweit schnellstes Analysegerät zum Test von Übertragungstechniken

Das Berliner Institut hat den derzeit schnellsten AWG weltweit entwickelt. Bei 70 GSa/s – 70 Milliarden Abtastwerten pro Sekunde – lassen sich beliebige Szenarien mit sehr hohen Datenraten und Signalfrequenzen unkompliziert und schnell durchspielen. Grundlage sind zwei Digital-Analog-Wandler mit jeweils 35 GSa/s und der höchsten auf dem Markt erhältlichen Bandbreite. Ursprünglich hatten die HHI-Forscher ein Vorläufergerät für den Eigenbedarf entwickelt – auf Grund des hohen Interesses steht die Technologie mittlerweile aber auch Kunden des Instituts offen. Mit dem High-End-AWG lassen sich auch bestehende Übertragungsverfahren verbessern: »Wir können beispielsweise das Signal gezielt verschlechtern und damit herausfinden, wie tolerant die Übertragung gegenüber Signal- schwankungen ist und wo es Schwachstellen gibt«, so Langer.

Die Erkenntnisse tragen dazu bei, die Übertragungstechniken für bestehende Breitband- und Funknetze zu verbessern und so die steigende Datenflut bewältigen zu können. »Dabei spielt die Schnelligkeit und die Energieeffizienz eine Rolle – zum Beispiel bei großen Datencentern, wie von Google«, so Langer. Aber auch für die Weiterentwicklung von Endgeräten steigt der Bedarf an hocheffizienten Übertragungsverfahren – sie bilden die Grundlage für schnellere Computer und kleinere, leistungsfähigere Geräte.

Dr.-Ing. Klaus-Dieter Langer | Fraunhofer Forschung Kompakt
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2013/dezember/freie-fahrt-auf-der-datenautobahn.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Plattformübergreifende Symbiose von intelligenten Objekten im »Internet of Things« (IoT)
09.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB

nachricht Von Fußgängern und Fahrzeugen: Uni Ulm und DLR sammeln gemeinsam Daten für das automatisierte Fahren
09.12.2016 | Universität Ulm

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie