6 spannende Projekte aus den Fraunhofer-Instituten

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ACTRON AG

ISH Ingenieursozietät GmbH

E.E.P.D. Electronic Equipment Produktion & Distribution GmbH

Konkurrenz für Kabelverbindungen à la USB – Transferraten bis 3 GBit/s

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 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 bis 50% 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 100 Mal schneller und mit vernachlässigbaren Bitfehlerraten (10-9) Daten zu übertragen.

Dabei benötigt sie nur 15% 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.

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 oder 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% und überträgt Daten bis zu 200 Mal schneller als verfügbaren drahtlose Techniken.

Dank der verwendeten Standardschnittstellen wie USB2.0 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 USB3.0, GigE, HDMI oder Thunderbolt zu ersetzen.

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