Wissenschaftler vom Heinz Nixdorf Institut der Universität Paderborn erforschen die Kommunikation von morgen
Schneller, weiter, besser – Nutzer von mobilen Endgeräten fordern heutzutage die Übertragung von immer größeren Datenmengen in Echtzeit. Längst tauschen sich Menschen weltweit online aus und Maschinen kommunizieren im Internet der Dinge. In dieser vernetzten Welt stellt unsere digitale Gesellschaft immer höhere Ansprüche an die Kommunikationstechnik. Wie noch höhere Datenübertragungsraten durch neue Konzepte Realität werden könnten, untersucht die Forschungsgruppe „Metrology for THz Communications“, kurz „METERACOM“, an der Wissenschaftler*innen der Fachgruppe „Schaltungstechnik“ unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Christoph Scheytt vom Heinz Nixdorf Institut der Universität Paderborn beteiligt sind. Das zunächst auf drei Jahre ausgelegte Vorhaben ist im Juli gestartet und wird mit rund 2,6 Millionen Euro von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützt.
Im Zentrum der Forschungsgruppe steht dabei der Terahertz-Frequenzbereich (THz). In diesem Frequenzbereich könnten zukünftig mehr als 100 Gigabit pro Sekunde übertragen werden. „Das ist in etwa das Zehn- bis Hundertfache dessen, was zurzeit Funksysteme wie WLAN und 5G leisten“, erklärt Prof. Schreytt. Da derart hohe Funkfrequenzen und Datenraten allerdings hohe Herausforderungen an die Kommunikationstechnik stellen, ist es das Ziel der Forschungsgruppe, u. a. Messverfahren zu erforschen, die dabei helfen sollen, die Leistungsfähigkeit der THz-Kommunikation in realen Umgebungen vorherzusagen. Besonderen Fokus legen die Wissenschaftler*innen dabei auf die Möglichkeit, präzise Messungen im Frequenzbereich oberhalb von 300 Gigahertz bei gleichzeitig sehr hohen Bandbreiten durchführen zu können.
Die Wissenschaftler*innen der Universität Paderborn befassen sich bei „METERACOM“ u. a. mit der rauscharmen Frequenzsynthese unter dem Einsatz von Lasern, die extrem kurze Lichtpulse erzeugen, und der optischen Analog-Digital-Wandlung. „Damit wird es in Zukunft möglich sein, Daten mit höheren Datenraten und hochfrequente Signale genauer als jemals zuvor zu vermessen“, so Prof. Scheytt.
In zehn Teilprojekten der DFG-Forschungsgruppe sollen alle Aspekte der THz-Messtechnik in den nächsten drei Jahren detailliert untersucht werden. Von Interesse sind dabei u. a. die Rückführbarkeit von Messungen auf Vergleichsnormale, spezifische Messverfahren zur Charakterisierung der verschiedenen Komponenten der Kommunikationssysteme und des Übertragungskanals sowie Messungen, die für den späteren Betrieb der THz-Kommunikationssysteme benötigt werden.
Die Forschungsgruppe wird von der Technischen Universität Braunschweig koordiniert. Neben der Fachgruppe „Schaltungstechnik“ des Heinz Nixdorf Instituts der Universität Paderborn sind auch Wissenschaftler*innen der Phillips-Universität Marburg, der Universitäten Stuttgart und Lübeck sowie der Technischen Universität Illmenau beteiligt, ebenso wie die nationalen Metrologie-Institute aus Deutschland und Großbritannien, die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) und das National Physics Laboratory (NPL).
