Infrarot ist nicht tot Drahtlose Datenübertragung mit 3 Gb pro Sekunde

Das Kommunikationsmodul überträgt Daten mit einer Rate, die mit keinem anderen Funk möglich sind.
Das Kommunikationsmodul überträgt Daten mit einer Rate, die mit keinem anderen Funk möglich sind.

Das Fraunhofer IPMS präsentiert auf der electronica 2012 ein Kommunikationsmodul, das Daten mit einer Geschwindigkeit von bis zu 3 Gigabit pro Sekunde drahtlos übertragen kann. Kabelgebundene Lösungen wie USB, Gigabit-Ethernet, HDMI oder Thunderbolt könnten dagegen schon bald blass aussehen.

Kabel und Steckverbindungen sind nicht nur störanfällig, sondern auch lästig. Vor allem, wenn es um den Austausch von Daten mit mobilen Geräten wie Digitalkameras oder Smart Phones geht. Drahtlose Funkverbindungen à la Bluetooth oder WLAN erfreuen sich hier bereits stetig steigender Beliebtheit. Doch bei großen Datenmengen wie z. B. hochaufgelösten Bildern oder Videos kommen diese Verbindungen an ihre Grenzen: Die funkbasierten Lösungen bieten vergleichsweise geringe Bruttodatenraten von bis zu 600 Mbit/s.

Davon verbleiben – wegen der meist hohen Bitfehlerrate – Nettodatenraten von 20-50 Prozent der Bruttodatenrate. Hinzu kommt, dass die Übertragungsgeschwindigkeit auch noch geteilt werden muss, sobald mehrere Nutzer gleichzeitig dasselbe Netzwerk nutzen. Wer also große Datenmengen empfangen oder übertragen möchte, benötigt sehr viel Geduld oder kommt eben doch nicht um das ständige Mitführen und Handhaben von Kabeln mit störanfälligen Hochfrequenzsteckern herum.

Eine Alternative zu den etablierten kabelgebundenen Lösungen wie USB, Gigabit-Ethernet, HDMI oder Thunderbolt besteht darin, Licht im sichtbaren oder infraroten Bereich als drahtloses Übertragungsmedium einzusetzen. Die so genannte drahtlose optische Kommunikation nutzt wie bei einem Glasfaserkabel das weltweit frei von Regulierungen verfügbare optische Spektrum des Lichts mit Bandbreiten von mehreren Gigabit pro Sekunde und hat – freie Sicht zwischen Sender und Empfänger vorausgesetzt – das Potenzial, gegenüber verfügbaren Lösungen bis zu hundertmal schneller und mit vernachlässigbaren Bitfehlerraten (10-9) Daten zu übertragen. Dabei benötigt sie nur 15 Prozent der Energie pro übertragenem Nutzdatenbyte.

Ein großes Plus speziell für den Einsatz in mobilen, batteriebetriebenen Geräten wie Handys oder Digitalkameras. Wissenschaftler des Fraunhofer IPMS arbeiten daran, diesen Markt zu erschließen. Ein erstes Transceivermodul als Prototyp für die drahtlose optische Kommunikation auf kurzen Distanzen bei drei Gbit/s wird nun erstmals auf der Electronica in München vom 13. - 16. November 2012 der Öffentlichkeit vorgestellt.

Sende-/Empfangsmodul – Giga-IR-Adapter

Das treiberlose Sende-/Empfangsmodul vereint einen optischen Transceiver und einen Protokoll-Controller mit einer High-Speed USB-Schnittstelle (USB2.0). Der Nutzer kann so ohne zusätzliche App oder Treiber alle USB-fähigen Geräte (Speicherstick, Kamera, Handy, PC, Festplatte, Videorecorder, MP3 Player, Maus, Tastatur, Bildschirm…) über einen GigaIR-Adapter miteinander verbinden und Daten drahtlos mit hoher Geschwindigkeit austauschen. Zusätzlich ist im GigaIR-Adapter ein Modul zur drahtlosen Energieübertragung integriert.

Damit können Geräte mit Strom versorgt oder Akkus aufgeladen werden – ganz ohne Kabel. Das Kommunikationsmodul erlaubt auf Grund eines effizienten Protokollablaufs eine Energieeinsparung von 85 Prozent und überträgt Daten bis zu hundertmal schneller als verfügbare drahtlose Techniken. Dank der verwendeten Standardschnittstellen wie USB 2.0 sowie des IrDA-Giga-IR lässt es sich in handelsübliche Systeme integrieren. In Zukunft wird die Technologie erweitert, um potenziell noch schnellere kabelgebundene Übertragungstechniken wie USB 3.0, GigE, HDMI oder Thunderbolt zu ersetzen.

Das Fraunhofer IPMS präsentiert das Kommunikationsmodul auf dem Gemeinschaftsstand der Fraunhofer-Gesellschaft auf dem Stand 121 in Halle A5.