17.05.2013, 12:13 Uhr | 0 |

Schnelle Datenleitung per Funk Richtfunkstrecken als Brücke zwischen Lücken im Glasfasernetz

Eine gute Nachricht für die Landbevölkerung: Mit einer Richtfunkstrecke lassen sich in Zukunft die vielen Lücken im Glasfasernetz schließen. Erstmals wurden jetzt 40 Gigabit pro Sekunde per Funk übertragen. Ein Weltrekord. 

Langstreckendemonstrator.
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Mit einem Langstreckendemonstrator zwischen zwei Hochhäusern in Karlsruhe konnte bereits eine Distanz von über einem Kilometer überbrückt werden. Die Daten jagten mit 40 Gigabit pro Sekunde durch die Luft.

Foto: Ulrich Lewark/KIT

Dorfleben kann so idyllisch sein, Natur pur und jede Menge Ruhe. Für die Menschen im Hochsauerlandkreis gilt das wohl. Der größte Kreis in Nordrhein-Westfalen misst fast so viele Quadratkilometer wie das Saarland und hat nur 267.000 Bewohner. Der Nachteil: Bis vor gut  einem Jahr gab es dort fast kein Internet. Denn für die großen Anbieter war es schlicht zu teuer, ihr Breitbandnetz in die hinterletzten Winkel des zerklüfteten Sauerlandes zu legen.

„Gefühlt wie Aussätzige, die auf Bäumen leben und trommeln müssen“

Dabei gehört die Region wirtschaftlich zu den leistungsfähigsten des Landes. Ein Vergleich: Der Anteil der gewerblichen Arbeitsplätze liegt bei 44 Prozent, in manchen Ruhrgebietsmetropolen sind es keine 20 Prozent. Es war also durchaus kein Luxusproblem für die Menschen im Sauerland, endlich im 21. Jahrhundert mit seinem World Wide Web anzukommen.

Selbst die Bundeskanzlerin im weit entfernten Berlin und gut mit Breitband-Netz ausgestattet, weiß wie wichtig das schnelle Netz für die deutsche Wirtschaft und für die Bürger ist. So versprach Angela Merkel schon im Februar 2010. „Wir haben uns vorgenommen, bis zum Jahresende jedem Haushalt einen einfachen Internetzugang zu ermöglichen. Gleichzeitig werden wir in den nächsten Jahren zielbewusst das schnelle Internet ausbauen.“

So weit so gut, doch geschehen ist kaum etwas. Jedenfalls nicht im Sauerland. Wie sich ein Leben in der heutigen Zeit ohne Internet anfühlt, weiß Peter Schneider, Geschäftsmann aus dem Örtchen Halberbracht zu berichten: „Wir haben uns gefühlt wie Aussätzige, wie Wilde, es war, als würden wir auf Bäumen leben und trommeln müssen.“

Die Hochsauerländer halfen sich selbst und gründeten eine Bürgerinitiative. Mit Erfolg: Die Beamten des Hochsauerlandkreises handelten und bauten unter massivem öffentlichen Druck eine eigene Telekommunikationsgesellschaft auf. Sie ließen für drei Millionen Euro ein DSL-Richtfunknetz errichten, mit dem die Datenströme selbst in das entlegenste Tal gepulst werden können. Das Internet per Richtfunk im Sauerland ist bisher allerdings schneckenlahm: Es erlaubt nur Bandbreiten von sechs Megabit pro Sekunde. Zum Vergleich: In Köln surft der Großstädter in der Spitze mit mehr als 100 MB/s.

Weltrekord: Daten jagen mit 40 Gigabit pro Sekunde über ein Funknetz

Bald schön können die Menschen im Hochsauerlandkreis wohl mit völlig normalen DSL-Geschwindigkeiten im Internet surfen. Dafür sorgt ein neuer Weltrekord bei der Datenübertragung per Funk. Aufgestellt haben diesen Weltrekord Forscher des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Festkörperphysik IAF in Freiburg und des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT).

Ihnen ist es gelungen, 40 Gigabit pro Sekunde (GB/s) bei 240 Gigahertz (GHz) über eine Entfernung von einem Kilometer zu übertragen. Damit sind sie in die Bandbreite der Glasfasernetze vorgestoßen. Die 40 GB/s entsprechen der Datenübertragung einer komplett vollgeschriebenen DVD in weniger als einer Sekunde oder der Bandbreite von 2400 DSL 16000-Internetanschlüssen. Ein Quantensprung für die Datenübertragung per Funk.

Jeder vierte Haushalt in Deutschland ist noch ohne Internet

Und damit Hoffnung für viele Menschen in Deutschland und in der ganzen Welt. Denn überall da, wo es zu aufwändig ist, Glasfaserkabel in die Erde zu verlegen, lahmt heute noch das Internet oder ist schlicht nicht vorhanden. Man mag es kaum glauben: Weite Teile Deutschlands sind immer noch digitales Niemandsland. Jeder vierte Haushalt in unserer hochtechnisierten Republik verfügt nach wie vor nicht über einen Internetanschluss. Entweder verhindern urbane Hindernisse wie Flüsse oder Verkehrsknotenpunkte die Verlegung der Breitbandkabel oder der dünnbesiedelte ländliche Raum ist für einen wirtschaftlichen Betrieb des schnellen Internets für die Telekommunikationsunternehmen nicht attraktiv genug.

Die neue Funktechnik der Freiburger und Karlsruher Wissenschaftler schließt diese Lücken im Glasfasernetz auf elegante Weise. „Wir haben es geschafft, eine Funkstrecke auf Basis aktiver elektronischer Schaltungen zu entwickeln, die ähnlich hohe Datenraten wie faseroptische Systeme und somit eine nahtlose Einbindung der Funkstrecke ermöglicht“, freut sich Professor Ingmar Kalfass, der das Projekt zunächst am Fraunhofer IAF koordinierte. Seit 2013 ist Kalfass an der Universität Stuttgart tätig, wo er das Projekt weiterführt.

Sehr kompakter technischer Aufbau

Die Nutzung des hohen Frequenzbereichs zwischen 200 und 280 GHz ermöglicht nicht nur die schnelle Übertragung großer Datenmengen, sondern auch einen sehr kompakten technischen Aufbau. Denn die Abmessungen elektronischer Schaltungen und Antennen skalieren mit der Frequenz bzw. der Wellenlänge. Der Sender- und Empfängerchip der schnellen Funkstrecke ist nur 4 x 1,5 Quadratmillimeter groß.

Ein weiterer Vorteil des hohen Frequenzbereiches: Dort weist die Atmosphäre nur geringe Dämpfungen auf, so dass breitbandige Richtfunkstrecken möglich sind. „Dadurch ist unsere Funkstrecke im Vergleich zu optischen Systemen zur Datenübertragung einfacher auszurichten und funktioniert auch bei schlechten Wetterbedingungen, wie Nebel oder Regen“, erklärt Jochen Antes vom KIT. Vor allem aber ermöglicht die Leistungsfähigkeit des Systems eine einfache Anbindung an die Glasfasernetze. Das Signal aus einer Glasfaser kann direkt ohne aufwändige Umkodierung in eine Funkstrecke eingespeist, dort übertragen und am anderen Ende der Funkstrecke wieder von einer Glasfaser weitergeleitet werden.

Hoffnung auf Schub im stockenden Breitband-Ausbau in Deutschland

Die Freiburger und Karlsruher Forscher sehen in ihrem Weltrekord das Ende der Fahnenstange längst noch nicht erreicht Ganz im Gegenteil: Die Rekorddaten sollen erst der Anfang sein. „Mit einer Verbesserung der spektralen Effizienz durch den Einsatz von komplexeren Modulationsformaten oder die Kombination mehrerer Kanäle, also Multiplexing, können wir noch höhere Datenraten erzielen“, ist sich Antes sicher. Vielleicht gibt diese neue Funkstrecken-Technologie dem stockenden Ausbau des Breitbandnetzes einen Schub und Deutschland liegt künftig im europäischen Vergleich nicht mehr auf den hinteren Plätzen. Und auch im Sauerland genießt man dann das schnelle Netz. Einzelhändler Peter Schneider würde sich freuen, soviel kann als sicher gelten.

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Von Detlef Stoller
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