Dresden – Wer auf die Schnelle große Datenmengen wie Videos von einem Gerät zum anderen übertragen will, möchte sich nicht unbedingt mit Kabeln herumschlagen, aber trotzdem hohe Datenraten. Frank Deicke, Forscher am Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS http://www.ipms.fraunhofer.de , und sein Team setzen daher auf Infrarot für schnelle Übertragungen. Sein Multi-Gigabit-Kommunikationsmodul sticht mit Raten von wenigstens einem Gigabit pro Sekunde (Gb/s) Bluetooth, WLAN und auch manche kabelgebundene Lösungen wie das gängige USB 2.0 aus.
„Ein Anwendungsszenario wäre Handy-zu-Handy-Kommunikation“, meint Deicke im Gespräch mit pressetext. Für die Nutzung in Smartphones ausreichend kompakte Module sollten eine Reichweite von knapp zehn Zentimetern haben, während größere Varianten auch Übertragungen über wenige Meter schaffen würden. Als WLAN-Konkurrent taugt der IR-Ansatz aufgrund einer erforderlichen freien Sichtlinie aber nur bedingt, obwohl er durchaus auch technische Vorteile bietet.
Effizienz macht schnell
Die Fraunhofer-IPMS-Forscher haben bei ihrem IR-Modul speziell darauf geachtet, dass Hard- und Software schnell und mit geringem Rechenaufwand arbeiten. Dadurch hält sich der Stromverbrauch in Grenzen, während die Übertragungsrate maximiert wird. Dazu nutzt das Team beispielsweise einen Transceiver, der dank Laserdiode Lichtsignale aussenden und zugleich per Photodetektor empfangen kann und nicht größer ist als ein Kinderfingernagel. Ferner haben Deicke und seine Mitarbeiter ausgeklügelte Fehlerkorrekturmechanismen programmiert, um Abschwächungen und Verzerrungen der Lichtsignale an der Luft zu kompensieren.
Das Ergebnis ist ein Modul, dass eine Übertragungsrate von einem Gb/s schafft – das Sechsfache eines USB-2.0-Kabels und gar 1.430-mal mehr als Bluetooth. Damit verspricht die Lösung beispielsweise eine schnelle, unkomplizierte Übertragung von großen Videos zwischen Smartphone oder Kamera und PC – denn auch komplette Filme werden in wenigen Sekunden übertragen. Allgemein ortet Deicke Anwendungspotenzial im Bereich der Computer-Peripherie, da Geräte wie Displays dadurch ohne fehleranfällige Steckverbindungen auskommen.
Bedingt netzwerktauglich
Das IR-Modul bietet auch deutlich schnellere Datenraten als WLAN, ist es doch 46-mal so schnell wie der 802.11g-Standard und immer noch fast doppelt so schnell wie 802.11n-WLAN im Endausbau. Dazu kommt, dass WLAN im Normalfall als Nettodatenrate nur 20 bis 50 Prozent des theoretischen Maximums. „Wir erreichen dagegen bis zu 80 Prozent der Bruttodatenrate“, betont Deicke. Der Nachteil: Die IR-Übertragung erfordert eine freie Sichtlinie, für ein Heimnetzwerk ist sie also nicht ideal. Wolle man vergleichbare Datenraten per WLAN-Technologie erzielen, bestünde dort aber derzeit ein ähnliches Problem, betont allerdings der Forscher.
Dabei ist das Limit der IR-Übertragung noch längst nicht erreicht. Das aktuelle Modul lässt sich auf drei Gb/s beschleunigen. Zudem engagiert sich Deicke in der Infrared Data Association http://www.irda.org unter anderem in der „10 Giga-IR-Arbeitsgruppe“. Denn Übertragungsraten von zehn Gb/s scheinen durchaus realistisch. „Theoretisch kann man mit IR ähnlich schnell werden wie mit Glasfasern“, so der Experte gegenüber pressetext. In der Praxis werden wohl die nötigen Bauelemente bestimmen, wo die reale Grenze liegt.
pressetext.redaktionAnsprechpartner: Thomas Pichler
IR-Modul: schnell und kabellos übertragen (Foto: Fraunhofer IPMS/Jürgen Loesel)