Revolutionäre drahtlose Technologie übertrifft herkömmliches WLAN
Forschern ist ein bedeutender Durchbruch gelungen: Sie haben ein optisches drahtloses System auf Chip-Ebene entwickelt, das Datenübertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 362,7 Gigabit pro Sekunde (Gbps) erreicht. Diese beeindruckende Leistung übertrifft die Kapazität konventioneller WLAN-Netze bei deutlich geringerem Energieverbrauch.
Der entscheidende Unterschied liegt in der verwendeten Technologie: Statt Radiowellen kommt Licht zum Einsatz. Diese fundamentale Veränderung könnte die Art undWeise, wie wir uns in Innenräumen vernetzen, grundlegend transformieren und gleichzeitig die Überlastung aktueller Netzwerke deutlich reduzieren.
Warum herkömmliches WLAN an seine Grenzen stößt
Die explosionsartig gestiegene Nachfrage nach drahtlosen Diensten bringt traditionelle Funkfrequenz-Infrastrukturen zunehmend in Bedrängnis. Videotelefonie, kontinuierliches Streaming und eine wachsende Zahl vernetzter Geräte fordern ihren Tribut.
Klassisches WLAN kämpft mit begrenzter Bandbreite, störenden Interferenzen und hohem Stromverbrauch – besonders problematisch in geschlossenen Räumen mit vielen gleichzeitigen Nutzern. Die innovative Lösung nutzt Lichtwellen zur Datenübertragung und bietet dadurch wesentlich größere Bandbreiten bei minimalen Störungen.
Ein wesentlicher Vorteil: Optische Funkkommunikation konkurriert nicht mit Funksystemen und erzeugt keine Interferenzen. Zudem lässt sich das Signal präzise auf bestimmte Bereiche ausrichten – ideal für Büros, Wohnungen und öffentliche Räume mit hohem Datenverkehr und Nutzeraufkommen.
Parallele Laser-Technologie erreicht Rekordgeschwindigkeiten
Das Herzstück bildet ein kompakter Chip mit einer Matrix winziger oberflächenemittierender Laser (VCSEL-Technologie), die bereits in Rechenzentren bewährt ist. Die Wissenschaftler arbeiteten mit einer 5×5-Laser-Anordnung, wobei jeder einzelne Laser sein eigenes Signal aussendet und damit parallele Datenströme ermöglicht.
In Versuchsreihen kamen 21 Laser zum Einsatz, jeder mit einer Übertragungskapazität zwischen 13 und 19 Gbps. Gemeinsam erreichte das System eine aggregierte Geschwindigkeit von 362,7 Gbps über eine zwei Meter lange Freiraum-Verbindung – eine der schnellsten optischen Drahtloslösungen weltweit.
Die verwendete Modulationstechnik verteilt die Daten auf mehrere Frequenzkanäle, was die Bandbreitennutzung optimiert und sich flexibel an wechselnde Signalbedingungen anpasst.
Bemerkenswert ist auch die Energieeffizienz: Mit einem Verbrauch von lediglich 1,4 Nanojule pro Bit – etwa der Hälfte vergleichbarer WLAN-Technologien – eröffnet sich das Potenzial für drastisch reduzierte Stromkosten in drahtlosen Netzwerken.
Gerichtete Lichtstrahlen ermöglichen störungsfreie Mehrfachverbindungen
Die Steuerung mehrerer Lichtstrahlen stellt eine technische Herausforderung dar, insbesondere um Interferenzen zwischen den Signalen zu vermeiden. Die Forscher lösten dieses Problem mit einem optischen System aus Mikrolinsen und einem gitterförmigen Verteilungssystem, das jeden Strahl präzise formt und auf definierte Bereiche lenkt.
Messungen ergaben eine Beleuchtungsgleichmäßigkeit von über 90 Prozent im gesamten Zielbereich. Zudem ließ sich jedem Nutzer in einem Raum ein eigener Lichtstrahl zuweisen.
Auch Mehrbenutzertests verliefen erfolgreich: Vier gleichzeitige Verbindungen blieben stabil und lieferten zusammen etwa 22 Gbps Datenrate. Mit schnelleren Empfängern könnte die Leistung noch weiter gesteigert werden, betonen die Wissenschaftler.
Ergänzung statt Ersatz: Die Zukunft der Konnektivität
Die neue Technologie zielt nicht darauf ab, bestehende Funknetzwerke zu ersetzen, sondern sie sinnvoll zu ergänzen. Der Einsatz in Bürogebäuden, Privathaushalten oder öffentlichen Einrichtungen würde das WLAN entlasten und gleichzeitig deutlich schnellere sowie effizientere Verbindungen bereitstellen.
Diese Innovation markiert einen bedeutenden Schritt in Richtung einer neuen Generation drahtloser Kommunikation, in der Licht zur zentralen Säule alltäglicher Vernetzung werden könnte. Die Kombination aus Höchstgeschwindigkeit, Energieeffizienz und präziser Signalführung eröffnet vielversprechende Perspektiven für die digitale Infrastruktur von morgen.
