Multiplexing von Terahertz-Wellen gelungen

Forscher der Brown University http://brown.edu  haben mit einer speziellen Antenne das nach ihren Angaben erste System zum Multiplexing von Terahertz-Wellen entwickelt.

Das könnte helfen, Terahertz-Strahlung wirklich für ultraschnelle drahtlose Datenübertragung, mit weit höheren Datenraten als heute möglich, zu nutzen.

Denn erst ein Multiplexing-Verfahren ermöglicht es, mehrere Datenströme simultan zu übertragen – analog beispielsweise dazu, wie dies auch in Glasfaserkabeln für TV- und Internet-Anschlüsse der Fall ist.

Einfaches Demultiplexing

Terahertz-Wellen sind für die Datenübertragung prinzipiell interessant, da sie wesentlich höhere Bandbreiten ermöglichen als beispielsweise heutiges WLAN. Doch gibt es noch einige technische Hürden.

„Jede Terahertz-Kommunikation wird irgendeine Art von Multiplexing und Demulitplexing brauchen“, sagt Maschinenbau-Professor Daniel Mittleman.

Denn erst das ermöglicht die Bündelung mehrerer Signale in einem Medium und damit eine wirklich effiziente Datenübertragung. Eben hier stellt die vom Brown-Team in „Nature Photzonics“ vorgestellte Antenne einen wichtigen ersten Schritt dar.

Die Antenna besteht aus zwei parallelen Metallplatten, die einen Wellenleiter bilden. Eine Platte hat einen schmalen Spalt, durch den Strahlung leckt, wenn sich eine Terahertz-Welle entlang des Wellenleiters bewegt. Der Austrittswinkel hängt von der Frequenz ab.

„Wenn man zehn verschiedene Frequenzen zwischen die Platten gibt – die potenziell je einen einzelnen Datenstrom tragen – kommen sie in zehn verschiedenen Winkeln heraus“, sagt Mittleman. Damit sind die Signale getrennt, es hat also ein Demultiplexing stattgefunden. Ein Empfänger könnte auf genau einen Winkel eingestellt werden und damit nur einen Datenstrom erhalten.

Bei Bedarf mehr Bandbreite

Ein Vorteil des Ansatzes ist den Forschern zufolge, dass über den Abstand zwischen den Atennenplatten die spektrale Bandbreite geregelt werden kann. So wäre es laut Mittleman möglich, einem Nutzer in einem Netzwerk bei Bedarf mehr Bandbreite zuzuweisen, indem der Plattenabstand an der richtigen Stelle angepasst wird. Forscher an der Osaka University http://www.osaka-u.ac.jp/en  arbeiten mit dem Brown-Team zusammen, um das Gerät in einem prototypsichen Terahertz-Netzwerk zu nutzen.

Mittleman betont zudem, dass der wichtigste Effekt der Entwicklung sein könnte, dass mehr Forscher an Terahertz-Lösungen arbeiten und andere schlaue Lösungen erdenken werden.