Terranova – Ein Netzstandard wird weiter gedacht

Kommunikation über die Grenzen der 5G-Netze hinaus

© Fraunhofer IAF

Funktionaler Prototyp eines 300-GHz-Mehrkanal-Funksystems.

Die Zukunft ist digital: Untereinander vernetzte Maschinen tauschen Daten in Echtzeit aus, in Datenzentren und dem Finanzbereich werden hohe Übertragungsraten immer wichtiger. Derweil fehlt in vielen ländlichen Gebieten eine schnelle Datenverbindung noch komplett. Der künftige Mobilfunkstandard 5G verspricht eine enorme Leistungssteigerung in der drahtlosen Kommunikation, doch wie Berichte der Bundenetzagentur[1] zeigen, werden die vorhandenen Frequenzbänder in Zukunft nicht ausreichen, um die steigende Nachfrage nach stabiler drahtloser Kommunikation zu befriedigen.

Das Fraunhofer IAF startet gemeinsam mit dem Fraunhofer HHI, und europäischen Partnern aus Industrie und Forschung das Projekt Terranova. Primäres Ziel des Projektes ist es, Funkstrecken mit Trägerfrequenzen im THz-Bereich in Glasfasernetze einzubetten und damit auf der gesamten Übertragungsstrecke sehr hohe Datenraten zu ermöglichen. Zusätzlich sollen im Rahmen des Projektes neue Frequenzbänder erschlossen werden. Das Projekt wird durch die Europäische Kommission im Rahmen von »Horizont 2020« gefördert.

Drahtlose Datenübertragung mit bis zu 400 Gbit/s für den Netzausbau

Die Forscher verbinden die bekannte Glasfasertechnologie mit der Richtfunkübertragung. Die Kombination beider Verfahren soll eine Richtfunk-Netzverbindung im THz-Frequenzbereich ermöglichen, die so stabil ist, dass Daten auch drahtlos mit einer Rate von bis zu 400 Gigabit pro Sekunde transportiert werden können. Bislang waren solche Übertragungsraten nur über reine Glasfaserverbindungen möglich. Das Verlegen der Kabel kann jedoch mit sehr hohen Kosten und Mühen verbunden sein, was als einer der Gründe dafür gilt, dass sich ländliche Gebiete immer weiter vom aktuellen Stand der Technik entfernen.

»Wir arbeiten an einem Transfer von optischer zu drahtloser Datenübertragung also von ‚Radio over Fibre‘ zu ‚Fibre over Radio‘«, beschreibt Projektleiter Thomas Merkle vom Fraunhofer IAF das Vorhaben. In enger Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer HHI entwickeln und testen die Forscher des IAF die Hardware-Implementationen der zukunftsfähigen Netzstruktur.

Zwar sind Richtfunklösungen bei 300 GHz in ihrer Reichweite begrenzt, ihr großer Vorteil liegt jedoch darin, dass sie Gewässer sowie bergiges oder unzugängliches Gelände schnell und unkompliziert überbrücken können. Bereits heute werden Mobilfunk-Basisstationen per Richtfunk mit den zu übermittelnden Daten versorgt, doch mit sehr geringen Datenraten. Im Gegensatz zur aufwendigen Verlegung von Glasfaserkabeln können mit der Richtfunktechnologie Datenübertragungen schnell, einfach und drahtlos über eine Entfernung von bis zu einem Kilometer erfolgen.

In der Vielfalt ihrer Einsatzmöglichkeiten liegt die Chance der drahtlosen THz-Funkkommunikation: Sie kann sowohl für »Smart Factorys« mit vernetzten Maschinen und Geräten interessant sein, als auch zur Verbindung von Basisstationen beim Ausbau von Mobilfunk- und WLAN-Netzen. Sowohl für den langfristigen Ausbau des Hochgeschwindigkeits-Internet im ländlichen Raum als auch für die drahtlose Verbindung von Rechenzentren ist das Einbinden der THz-Funkkommunikation eine echte Alternative zu den klassischen Glasfasernetzen.
Mit der Kombination aus Richtfunkübertragung und Glasfasertechnologie geht das Projekt Terranova somit einen Schritt in Richtung zukünftiger Datennetze jenseits des 5G Standards.

 

[1] https://www.bundesnetzagentur.de