[26.02.2015] Filme, Fotos, Spiele: Immer mehr Daten werden über das mobile Internet verschickt. Wie das Handynetz der nächsten Generation beschaffen sein muss, damit es den rasant wachsenden Anforderungen gerecht wird, erforschen derzeit Ingenieurwissenschaftler an der Universität Duisburg-Essen (UDE) im Verbund mit sechs japanischen, fünf europäischen und einer US amerikanischen Forschungseinrichtung.

RAPID5G nennt sich das internationale Projekt, an dem mehrere UDE-Institute beteiligt sind. Prof. Dr. Andreas Stöhr, Optoelektronik, koordiniert das Forschungsvorhaben auf europäisch-amerikanischer Seite. Zusammen mit dem Alexander-von-Humboldt-Stipendiaten Prof. Xihua Zou aus China forschen die Elektrotechnik-Ingenieure daran, dass hochaufgelöstes TV auf dem Smartphone auch in Bereichen mit hoher Handydichte abrufbar ist, etwa in Flughäfen, vollen Zügen oder Fußballstadien. Hierzu entwickeln sie einen schnellen Datenzugang per Glasfaser für die nächste Mobilfunkgeneration „5G“.

Für diesen drahtlosen Breitband-Zugang, in dem mehrere Gigabytes an Daten sekundenschnell bereitgestellt werden, wird eine an der UDE entwickelte Technik (coherent radio over fiber CRoF) erprobt. Dabei wird ein Radiosignal durch Licht verändert und über eine optische Faser übertragen. Derzeit werden dazu u.a. maximal zehn Euro teure integrierte Sende- und Empfangsantennen entwickelt. Stöhr: „Auf diese Weise können Mobilfunkzellen direkt an das Glasfaser-Internet angeschlossen und miteinander verbunden werden.“

Schon zu den Olympischen Spielen 2020 in Tokyo soll die neue Technik in den Stadien genutzt werden können. Stöhr: „Ein weiteres Ziel ist, die superschnelle Funktechnologie in einem japanischen Hochgeschwindigkeitszug oder in Flugzeugen anzuwenden. Japan Railways und ENRI, das Institut für die Entwicklung von Kommunikationssystemen im japanischen Luftverkehr haben wir dazu schon mit an Bord. “Voraussetzung ist, dass Netzbetreiber die neu entwickelten Mobilfunkantennen anbringen, damit sich die Antennendichte erhöht. Dies wird künftig um einiges einfacher, denn die neuen Kleinstantennen sollen nicht nur 50 Mal leistungsfähiger werden als ihre Vorgänger (UMTS oder LTE bzw. LTE-A). Wegen ihrer geringeren Größe können sie sogar beispielsweise in den üblichen Straßenlaternen eingebaut werden.

„Wir rechnen bei Einführung der neuen Technik mit maximalen Übertragungsraten von sechs Gigabit pro Sekunde pro Zelle, die dann bald nochmals verzehnfacht werden sollen“, so Stöhr. Künftig wird es viel kleinere Funkzellen geben, sogenannte Picozellen, die viel mehr Nutzer gleichzeitig bedienen können. Das ermöglicht das Herunterladen riesiger Datenmengen in Sekundenschnelle - auch in Bereichen mit hoher Handydichte, z.B. High Definition-Fernsehen auf dem Smartphone in der vollen Wartehalle eines Flughafens oder in dicht besetzten Zügen zur Hauptreisezeit. Heute bekommen Nutzer dort oft erst überhaupt keine Netzverbindung.

„Bei dieser wegweisenden CRoF-Technologie ist Deutschland im internationalen Vergleich Vorreiter“, weiß Stöhr. Deshalb soll er auch ein europäisches Trainings-Netzwerk (FiWIN5G) mit aufbauen, das die nächste Forschergeneration ausbildet. Auf diese Weise soll Europa künftig in der Lage sein, seiner Führungsrolle im multidisziplinären Bereich des drahtlosen Internetzugangs gerecht zu werden. Im Fokus stehen Forschungsarbeiten an Bauelementen, Systemen und Netzwerken. Stöhr: „Im Prinzip ist FIWIN5G vergleichbar mit einer DFG-Graduiertenschule, allerdings ist bei uns auch die internationale Industrie sehr stark beteiligt, darunter mehrere Weltmarktführer. In FIWIN5G wollen wir insgesamt 15 offenen Stellen für Doktoranden bis Ende 2015 besetzten.

Weitere Informationen: Prof. Dr. Andreas Stöhr, Tel. 0203/379-2825, andreas.stoehr@uni-due.de

Redaktion: Beate Kostka, Tel. 0203/379-2430