Digitale Videos drahtlos übertragen Mit CMOS im freien 60-GHz-Band funken

Erstmalig ist eine CMOS-Lösung für extrem schnellen Datenfunk innerhalb geschlossener Räume am Markt verfügbar. Sie zielt auf den Massenmarkt für drahtlose Übertragung von digitalen Videos.

»Unsere CMOS-Technologie ›OmniLink‹ unterstützt Betriebsfrequenzen bis 110 MHz und Datenraten bis 25 GBit/s«, sagt SiBeams CEO John LeMoncheck. Diese Aussage bringt HF-Fachleute zum Staunen, waren sie es doch gewohnt, dass bereits Betriebsfrequenzen ab 10 GHz den Einsatz von besonderen Halbleitermaterialien wie SiGe, GaAs oder InP erforderlich machen.

LeMoncheck spricht hierbei keinesfalls von Labormustern, mit denen ein High-Tech-Unternehmen vorerst vielleicht nur mal die Fachwelt beeindrucken will: SiBeam fertigt einen Chipsatz in dieser Technologie seit Jahresbeginn in Serie und macht sich jetzt auf, die Wireless-USB- und WLAN-Hersteller das Fürchten zu lehren. Denn die Vorteile gegenüber Lösungen im Sub-10-GHz-Bändern liegen auf der Hand: Das 60-GHz-Band bietet viel mehr Bandbreite; genug, um jetzt unkomprimierte Datenraten von 4 GHz mit einfacher Modulationstechnik zu erzeugen, die noch lange nicht das Ende der Fahnenstange sind: »Mit der Option, bis 25 GBit/s zu gehen, sind wir auch für die Zukunft gut aufgestellt«, sagt LeMoncheck.

Ein weiterer Vorteil ist, dass es keine Koexistenzprobleme gibt. Während sich in den Bändern um 2,4 GHz und 5,8 GHz viele Nutzer tummeln, ist das 60-GHz-Band noch weitgehend ungenutzt.

»Wireless Video Area Networks« bauen

Wozu braucht man diese ungeheuren Datenraten? Die Antwort liegt aus SiBeam-Sicht auf der Hand: »›Content Sharing‹ ist das Zauberwort«, sagt LeMoncheck. »Mit OmniLink lassen sich skalierbare, omni-direktionale Wireless Video Area Networks realisieren. Die werden in naher Zukunft immer wichtiger, wenn Video-Streaming, HDTV und Blu-ray das Wohnzimmer erobern. Zwar kann man die Geräte alle mit HDMI-Kabel verbinden, aber die stören sehr und verhindern Flexibilität.«

Einen Nachteil hat der Betrieb bei 60 GHz allerdings schon: Die Funkwellen benötigen Sichtverbindung und durchdringen somit keine Wände. Ihre Reichweite ist außerdem begrenzt: Mehr als gut 20 m lassen sich auch bei freier Sicht nicht überbrücken. Und wenn die Sichtverbindung vorübergehend unterbrochen wird, weil sich zum Beispiel jemand im Raum bewegt, nutzt ein dynamisches intelligentes Antennensystem die Reflexion der Wände oder Decke und leitet den Funkstrahl gewissermaßen um. »Die Reaktionszeit liegt im unteren dreistelligen Mikrosekundenbereich«, versichert John LeMoncheck. In dieser Zeit hat der Sender zwar schon einige hundert KByte auf den Weg gebracht, die lassen sich aber erneut über den alternativen Weg senden. »Ein überschaubarer Pufferspeicher reicht, um diese Art von Unterbrechungen zu überbrücken« weiß LeMoncheck.

Weil manche Decken oder Wände einen Teil der Funkenergie absorbieren, kann man nicht immer mit der Reichweite von bis zu 23 m rechnen. 10 m sind aber kein Problem. Für den Einsatz im Wohnzimmer reicht das auch schon aus. 

Silizium mit sensationeller HF-Performance

Wer bislang Halbleiterlösungen für Funk im 60-GHz-Band haben wollte, musste auf Verbundhalbleiter wie SiGe, GaAs oder InP zurück greifen. Deren Nachteile waren und sind der hohe Preis und der hohe Leistungsbedarf. Beide stehen dem Einsatz in großen Stückzahlen entgegen. »SiBeam hat sich zum Ziel gesetzt, eine preiswerte Lösung für den Massenmarkt zu entwickeln. Das ist nur mit einem hoch integrierten CMOS-Schaltkreis möglich« versichert SiBeams CEO John LeMoncheck.

Die Funktechnik »OmniLink60« von SiBeam erreicht den Geräteentwickler sowohl sender- als auch empfängerseitig als Chipsatz, jeweils bestehend aus einem Basisband-Chip und einem HF-Chip, die beide aus Silizium hergestellt sind – für den Basisbandchip an sich nicht besonders, für den Funkchip eine Sensation. »Silizium für 60 GHz und mehr ist unsere Kernkompetenz«, verrät LeMoncheck. »SiBeam existiert seit nun fast fünf Jahren und in dieser Zeit haben wir in Zusammenarbeit mit Berkeley Wireless an der Entwicklung dieser Technik gearbeitet.«