THOR

Die drahtlose Kommunikation ist eine der am schnellsten wachsenden Branchen und beeinflusst unser tägliches Leben. Es ist offensichtlich, dass die heutigen Technologien nicht in der Lage sein werden, mit diesem exponentiellen Wachstum der Nachfrage nach hohen Datenraten Schritt zu halten. Aus diesem Grund befassen sich sowohl die Wissenschaft als auch die Industrie ernsthaft mit dem Spektrum über 200 GHz. In den letzten zehn Jahren wurde über zahlreiche Aktivitäten in diesem Bereich berichtet. Sehr hohe Datenraten, über 100 Gbps, was der Übertragung des Inhalts einer Blue-Ray Disk in einer Viertelsekunde entspricht, wurden von verschiedenen Gruppen mit unterschiedlichen Technologien erreicht. All diese extrem schnellen drahtlosen Experimente wurden unter Verwendung von Pseudozufallsbits und teuren Digital-Analog- und Analog-Digital-Wandlern durchgeführt.

Das Ziel von ThoR ist es, die drahtlose Terahertz-Kommunikation durch die Kombination modernster Modems im E- und V-Band (70/80 GHz und 60 GHz) mit elektronischen Auf- und Abwärtswandlern bei 300 GHz der realen Anwendung einen Schritt näher zu bringen. Dabei kommt eine Superheterodyn-Architektur zum Einsatz, die noch nie zuvor bei so hohen Frequenzen realisiert wurde.

Das ThoR-Konsortium plant eine Demonstration der weltweit ersten Punkt-zu-Punkt-Verbindung über 1 Kilometer bei 300 GHz unter Verwendung emulierter Realdaten in einem Live-Betriebsnetz. In einem ersten Schritt wurde eine Demonstration des Konzepts mit der im ThoR-Konsortium vorhandenen Hardware durchgeführt. Das Übertragungsexperiment wurde in einer Laborumgebung unter Verwendung von 300-GHz-Sende- und Empfangsmodulen durchgeführt, die in einem früheren Projekt, Terapan (www.terapan.de), entwickelt worden waren. Dieses Vorgängerprojekt war für eine andere Architektur ohne Zwischenfrequenz ausgelegt, daher war es nicht das Ziel, extrem hohe Datenraten zu erreichen, sondern die Machbarkeit des Konzepts und der Superheterodyn-Architektur zu zeigen. Selbst unter weit von idealen Bedingungen war die Demonstration ein Erfolg. Datenraten von bis zu 60 Gbps und hohe Modulationsformate, bis zu 64-QAM wurden erreicht. Zum Vergleich: Der heutige Stand der Technik für drahtlose Verbindungen in Innenräumen hat eine maximale Datenrate von 2,4 Gbps. Darüber hinaus zeigt die Übertragungsdistanz von 10 Metern, dass die Verbindung perfekt für Indoor-Anwendungen wie intelligente Büros und Datenzentren geeignet ist. Ein weiterer Erfolg war die Übertragung eines Multi-Carrier-Signals, das im Konzept von ThoR extrem wichtig ist, bei dem verschiedene Kanäle in der unteren Frequenz des E- und V-Bandes parallelisiert werden, um hohe Datenraten in Echtzeit zu erreichen. Für weitere Informationen über diese Demonstration sehen Sie sich bitte dieses Video an: https://www.youtube.com/watch?v=U1zatU6Gfbk.

Neben den Beiträgen zu den Demonstrationen ist das ILH auch für den Schaltungsentwurf der 300-GHz-Auf- und Abwärtswandler verantwortlich, die in der 35nm InGaAs mHEMT-Technologie des Fraunhofer IAF gefertigt werden.

Dieses Projekt wurde vom Horizon 2020, dem Rahmenprogramm für Forschung und Innovation der Europäischen Union, im Rahmen der Fördervereinbarung Nr. 814523 gefördert. ThoR wurde auch vom National Institute of Information and Communications Technology in Japan gefördert.