研究人员以100 Gbit / s传输无线数据

为每秒100千兆位的无线数据传输的世界记录设置：接收器单元（左）接收由示波器（右）记录的无线电信号。（照片：成套工具）

在新出版的研究中，研究人员在每秒100千兆位的世界记录速率下提供一种无线数据传输的方法。

基于电缆的电信网络推广需要在各通有机和农村地区投资。通过无线电中继链路的宽带数据传输可能有助于在战略节点点交叉河流，高速公路或自然保护区域，并使网络延伸经济上可行。在目前的自然光子杂志上的问题中，研究人员在每秒100千兆位的世界记录速率下提供一种无线数据传输的方法。

在他们的记录实验中，每秒100千兆位数据以237.5GHz的频率传送，在实验室20米处。在以前的田间实验下，由BMBF资助的“Millilink”项目，达到每秒40千兆位的速率和超过1公里的传输距离。为他们最新的世界纪录，科学家们应用了光子方法来在发射器处产生无线电信号。在无线电传输之后，接收器中使用完全集成的电子电路。

“我们的项目侧重于将宽带无线电继电器链接集成到光纤系统中，”Kallfass教授说。他协调了由Fraunhofer Applatitute Solid Statal Physics（IAF）和Karlsruhe技术研究所（KIT）资助的共享专业下的“Millilink”项目。自2013年初以来，他一直在斯图加特大学进行研究。“特别是农村地区，这项技术代表了光纤网络的廉价且灵活的替代方案，其扩展通常不会从经济角度辩护。”Kallfass还看到私人住宅的申请：“以每秒100千兆位的数据速率，可以在仅两秒内通过无线电在两个设备之间传输蓝光盘或五个DVD的内容。”

在实验中，最新的光子和电子技术合并：首先，通过光学方法产生无线电信号。通过所谓的数据符号组合多个比特并同时传输。在传输时，通过有源集成电子电路接收无线电信号。

发射器通过由日本公司NTT-NEL制造的超宽带所谓的光子混合器产生无线电信号。为此，两个不同频率的光激光信号叠加在光电二极管上。电信号结果，其频率等于光信号的频率差，在这里，237.5 GHz。然后通过天线辐射毫米波电信号。

“光子方法从光纤系统的数据流直接转换为高频无线电信号，”这是一个主要优点，“Jürgleuthad教授说。他提出了该项目中实现的光子延伸。套件的光子和量子电子（IPQ）的前任头部现在与Eth苏黎世相关联。“这种优势使高比特率的无线电中继链路集成到光纤网络中更容易更灵活。”与纯电子发射器相比，不需要中间电子电路。“由于光子混合器的良好带宽和良好的线性度，该方法非常适合具有多个幅度和相位状态的高级调制格式的传输。这将是未来光纤系统中的必要性，“leuthold添加。

无线电信号的接收基于电子电路。在实验中，采用半导体芯片，其由弗劳霍夫施工固态物理物理物理（IAF）生产的框架内的“Millilink”项目的框架内生产。半导体技术基于高电子 - 迁移率晶体管（HEMT），其能够在200和280GHz之间的频率范围内的有源，宽带接收器的制造。集成电路仅具有几平方毫米的芯片尺寸。接收器芯片还可以应对高级调制格式。结果，可以以比特透明的方式集成到现代光纤网络中的无线电链路。

今年5月份，该团队成功地使用纯电子系统在实验室中长途传输40千兆位的数据速率。此外，数据在卡尔斯鲁厄市中心的一公里到另一公里的距离成功传播到另一千米。“Millilink”中的长传动距离与传统的天线达到，可以通过在未来的紧凑型系统中通过完全集成的小型化天线设计更换，以便室内使用，“KitInstitutfürHochfrequenztechnikundelektronik（Institute）高频技术和电子产品）。目前的数据速率仍然可以增加。“通过采用光学和电气复用技术，即通过同时发送多个数据流，并且通过使用多个发送和接收天线，可以乘以数据速率，”来自套件的光子和昆腾电子（IPQ）的旋转König说谁构思并进行了最近的世界纪录实验。“因此，每秒1次数据速率的无线电系统似乎是可行的。”

“Millilink”项目（2010年3月至2013年5月）由联邦教育和研究（BMBF）下的总预算为200万欧元，根据“下一代宽带接入网络”。除了Fraunhofer Iaf和Kit的研究机构外，Siemens AG，​​Kathrein KG和Radieter Physics GmbH参加了该项目。该项目专注于将无线或无线电链路集成到宽带光通信网络中，特别是在农村地区进行互联网接入。其他可能的应用是室内无线局域网（WLAN），无线个人区域网络（WPAN）和机器内和板到板通信。在最近的实验中，最初纯粹的电子“Millilink”概念由光子发射器延伸。在套件上，工作现已继续在亥姆霍兹国际学院（Hirst）持续，这是一个重点在最高频率下的信号处理的光子和电子方法组合的研究生院。

出版物：S. Koenig等人。，“具有高数据速率的无线子句通信系统”自然光子学，2013; DOI：10.1038 / nphoton.2013.275

图像：成套工具