Schnelle Datenübertragung ist ein Dauerthema bei Fotografen und Filmern. Bei großen Ereignissen haben heute viele Menschen ihre Kamera mit dabei und wollen oft ihre Bilder möglichst schnell an Bekannte, Freunde und Familie übertragen und das möglichst ohne Kabel.
Dieses Problem beschäftigte auch Frank Deicke vom Fraunhofer-Institut für
Photonische Mikrosysteme IPMS in Dresden. Es müsste doch möglich sein,
große Datenmengen schnell und einfach von einem Gerät auf ein anderes zu
übertragen. Natürlich sind Funkverbindungen à la Bluetooth oder WLAN
längst Alltag. Doch wer damit ein hoch aufgelöstes Video von der
Hochzeitsfeier auf den Computer überspielen will, braucht Geduld. Der
Datentransfer der Gigabyte-mächtigen Filmdatei per Funk benötigt
Minuten. Deicke und seine Kollegen sind einen anderen Weg gegangen. Der
Ingenieur ist Spezialist für Infrarot-Technik. Vor wenigen Wochen hat
der Forscher ein Infrarot-Modul vorgelegt, das Seinesgleichen sucht. »Es
überträgt Daten mit einer Rate von 1 Gigabit pro Sekunde (Gbit/s). Zum
Vergleich: Ein E-Mail-Buchstabe besteht aus acht Bit. Das Infrarot-Modul
schafft damit in einer Sekunde 125 Millionen Buchstaben«, so Deicke.
Für gewöhnlich sind Kabelverbindungen zwischen Elektrogeräten schneller
als der Funk. In diesem Fall ist es anders. Das neue
»Multi-Gigabit-Kommunikationsmodul« schafft das Sechsfache der
USB2-Kabel-Geschwindigkeit. Ein Vergleich mit den etablierten
Funkstandards ist noch eindrucksvoller: Die IPMS-Lösung ist 46-mal
schneller als herkömmliches WLAN und 1430-mal rascher als das
Bluetooth-Verfahren, mit dem zum Beispiel Handys und Headset-Kopfhörer
kommunizieren. Das liegt vor allem an einer schnellen
Signalverarbeitung. Denn das Nadelöhr sind das Ver- und Entschlüsseln
der Daten, das Ver- und Entpacken für den Versand durch die Luft. So
muss die Video-Information von der Digitalkamera zunächst in ein
Funksignal umgewandelt werden, ehe sie auf die Reise geht. Im
Empfangsgerät, einem Laptop zum Beispiel, wird das Funksignal dann
wieder entschlüsselt und in die Filmdatei verwandelt. Das kostet
Rechenzeit.
Für den Forscher und sein Team bestand die Herausforderung also darin,
eine kleines Infrarot-Modul zu bauen, dessen Hard- und Software schnell
arbeiten. Zudem sollte der Rechenaufwand möglichst gering sein, denn je
stärker die Mikroprozessoren werkeln, desto mehr Strom fressen sie.
»Letztlich haben wir das durch kluges Kombinieren verschiedener
technischer Lösungen erreicht«, sagt Deicke. Das gilt zum Beispiel für
den Transceiver, jenes optische Bauteil, das Lichtsignale zugleich
aussenden und empfangen kann. Der Transceiver ist etwa so groß wie ein
Kinderfingernagel, enthält aber dennoch eine Laserdiode, die die
Lichtimpulse aussendet und einen Photodetektor, der diese wahrnimmt.
Wichtig sind auch die Decoder, welche die verschlüsselten Daten
empfangen und übersetzen. Da die Lichtsignale in der Luft abgeschwächt
und verzerrt werden, mussten Deicke und seine Mitarbeiter ausgeklügelte
Fehlerkorrekturmechanismen programmieren. Wie bei der TV-Fernbedienung
muss auch zwischen dem Sender und dem Empfänger freie Sicht herrschen.
Für Frank Deicke kein Problem: »Man legt die Kamera oder das Smartphone
einfach direkt neben den Computer oder den Laptop.« Nach wenigen
Sekunden ist das Video übertragen.
Die Forscher vom IPMS wissen sehr genau, dass sich eine solche
Technologie nur dann durchsetzen kann, wenn sie von den Herstellern als
Standard akzeptiert wird. Erst dann wird sie in verschiedensten Geräten
verbaut, sodass der Kunde diverse Laptops und Kameras problemlos
verkuppeln kann. Deicke engagiert sich deshalb in der Infrared Data
Association. Er bringt sein Wissen unter anderem in die »10
Giga-IR-Arbeitsgruppe« ein. Damit ist sein Ziel klar. Es geht noch
schneller als 1 Gbit pro Sekunde. »Mit unserem aktuellen Infrarot-Modul
zeigen wir bereits, dass die Infrarot-Technologie herkömmliche Standards
weit hinter sich lassen kann. Für die Zukunft wollen wir die Leistung
noch steigern.« Deicke konnte bereits zeigen, dass sich die
Übertragungsrate seines aktuellen Moduls auf 3 Gbit hochtreiben lässt.
10 Gbit erscheinen da durchaus erreichbar zu sein.
