© Mittleman Lab / Brown University

Science
09/16/2015

Terahertz: WLAN könnte 100 Mal schneller werden

Wissenschaftler der Brown University haben einen Multiplexer-Prototypen für Terahertz-Wellen entwickelt. Auf kurze Distanzen ließen sich dadurch Daten deutlich schneller übermitteln.

Der nächste Mobilfunkstandard 5G ist kaum fertiggestellt, da entwickeln Wissenschaftler bereits ein Verfahren zur noch schnelleren Datenübertragung. Forscher der Brown University veröffentlichten einen Artikel zu einem Multiplexer für elektromagnetische Wellen im Terahertz (THz)-Bereich.

Heutige Handy- und Wireless-Netzwerke basieren auf Mikrowellenstrahlung mit Frequenzen im niedrigen Gigahertz (GHz)-Bereich. Im Gegensatz dazu könnte ein Überträger von THz-Strahlung vom Frequenzspektrum zwischen 200 und 300 GHz Gebrauch machen. Das würde eine rund 100 Mal schnellere Übermittlung von Daten als heutige Standards ermöglichen.

Erster Multiplexer für Terahertz-Bereich

Bei dem von den Wissenschaftlern als „leaky wave antenna“ bezeichneten Methode bilden zwei parallel angeordnete Metallplatten einen Wellenleiter. Durch einen kleinen Schlitz in einer der Platten dringt THz-Strahlung nach außen. Abhängig von der verwendeten Frequenz treten diese Wellen in unterschiedlichen Winkeln und somit mit einem einzigartigen Datenstrom aus.

„Das ist, unseres Wissens, das erste Mal, dass irgendjemand eine durchführbare Strategie für Multiplexing im Terahertz-Bereich demonstriert hat“, sagt Daniel Mittleman, Ko-Autor der Studie.

Luft statt festem Material

Multiplexer werden dazu benötigt, mehrere unabhängige Signale in einem einzigen Medium zu kombinieren und diese am Ende der Leitung wieder zu teilen. Diese Technik ermöglicht den Empfang mehrerer TV-Kanäle aus einem Kabel und die Verarbeitung tausender Telefonanrufe in einem Glasfaserkabel.

In bisherigen Multiplexer-Designs bewegten sich Wellen stets durch ein festes Material fort, was das Signal von Terahertz-Strahlung zu sehr abschwächt. Das neu entwickelte Gerät basiert auf der Verbreitung der Wellen rein durch Luft.

Zukunftsmusik

Terahertz-Strahlung wird existierende Mobilfunksysteme wie LTE oder das erwartete 5G nicht ersetzen. Terahertz-Strahlen verfügen nur über eine Reichweite von wenigen hundert Metern. Einsatzmöglichkeiten könnten sich jedoch in Smart Homes oder Bürokomplexen bieten. Laut Mittleman ist der Einsatz eines THz-Netzwerks in rund 10 bis 15 Jahren zu erwarten.