Effizientere optische Netzwerke

Das Radio-Frequenzband bei 60 GHz ist lizenzfrei und bietet eine geeignet große Bandbreite für bestimmte Anwendungen. In diesem Zusammenhang wurden mehrere Ultra-Breitband-Standards für WPAN (Wireless Personal Area Networks) definiert.

Aber die optische Faser, die für solche Netzwerke verwendet wird, besitzt ungenutzte Kapazitäten. Das EU-finanzierte FIRMWARE (Multimode fiber radio technology for cost-efficient indoor mm-wave remote antenna systems) zielte auf die Entwicklung von Technologien für die Nutzung bei Innennetzwerke. Die Forschung konzentrierte sich auf eine neue Empfängerantenne mit photonischem Array. Ziel war es, schnelle optische Netzwerke für Entfernungen im Innenbereich von bis zu 100 m zu erreichen. Außerdem sollten diese Netzwerke billig und sicher sein und einen geringen Kohlenstofffußabdruck haben. Die Arbeit umfasste die Neubestimmung einer bestimmten optischen Standardfaser für die drahtlose Übertragung.

Zu den Schritten gehörte ein Proof-of-Concept-Experiment mit einem Funk-über-Glasfaser-System, mit dem die Leistungsgrenzen überwunden werden sollten. Die daraus resultierende Übertragung von 3,8 Gbit/s übertraf die Erwartungen.

Die Forscher schlugen eine konvergente drahtlose Fasernetzwerkstruktur vor, die verschiedene Protokolle unterstützen sollte. Das Konzept wurde mit E-PON (Ethernet passive optical network)-Daten getestet.

Die Gruppe entwickelt und baute geeignete kostengünstige Millimeterwellenantennen. Ein weiterer Pluspunkt war die Verwendung von umweltfreundlichen Materialien.

Die Arbeit resultierte in einem neuen, spektral effizienten Multiplexschema auf der Basis von Funk-über-Faser-Technologie. Das System ist für die nächste Generation von drahtlosen Datenverkehrsanforderungen ausgelegt.

Das Team entwickelte auch eine Netzwerktopologie unter Verwendung von Single-Mode-Faser zu Multimode-Faser-Feeds. Weitere Proof-of-Concept-Experimente erreichten 5,0 Gbit/s.

Schließlich befasste sich das Konsortium mit einer PON/Millimeterwellen-konvergierten Topologie. Die Experimente zeigten eine schnelle Übertragungsrate von mehr als 1 km.

Die Aktivitäten zur Verbreitung und zum Wissenstransfer umfassten eine Universitätspräsentation, einen Tag der offenen Tür an einer Schule und öffentliche Veranstaltungen. Zu den letzteren gehörten Projektpräsentationen vor dem britischen House of Parliament und einer Expertenjury.

Das Projekt FIRMWARE erreicht sein Ziel der Entwicklung von Technologien, die vollen Kapazitäten von optischen Netzwerken voll ausnutzen. Dies könnte schnellere Computer-Netzwerke und umweltfreundliche Technologien bedeuten.