VIOLET
Vollintegrierter Optisch-Locked Elektronischer Transmitter
Elektro-optischer Transceiver für die drahtlose Datenübertragung mit hohen Bit-Raten
Der globale Datenverkehr zeigt unverändert ein rasantes Wachstum, zuletzt mit 25% pro Jahr. Für 2021 wird ein globaler Datenverkehr von 20 Zettabytes p.a. (20 Trilliarden Bytes) erwartet. Die gesamte Infrastruktur steht daher unter einem permanenten Modernisierungsdruck; es sind laufend neue, möglichst kostengünstige Technologien erforderlich, um die beständig steigenden Anforderungen erfüllen zu können
Zu den verschiedenen Anforderungen an neue Technologien gehören neben den möglichst geringen Kosten auch ein reduzierter Platzbedarf, Flexibilität bei der Installation sowie möglichst vielfältige Einsatzmöglichkeiten.
Bei beengten Platzverhältnissen, aber auch bei schwierigen oder häufig wechselnden Installationen sind kurzreichweitige, drahtlose Übertragungsverfahren mit hoher Bitrate geeignete Alternativen für die Datenübertragung. Sie können innerhalb des riesigen Marktes der Kommunikationstechnik daher das jeweilige, spezifische Segment geeignet bedienen.
Bisherige Ansätze dieser Art waren jedoch wenig konkurrenzfähig, da sie aus mehreren Komponenten aufgebaut und damit vergleichsweise teuer waren. Das vorliegende Projekt beabsichtigt, die Grundlagen für eine verbesserte Integration der erforderlichen funktionalen Einheiten zu schaffen und auf diese Weise die Wettbewerbsfähigkeit derartiger drahtloser Übertragungsweisen zu verbessern.
Geringere Kosten und reduzierter Energieverbrauch durch monolithische Integration
Ziel des Projektes ist es, einen monolithisch integrierten Transceiver-Chip zu realisieren, der alle erforderlichen funktionalen Bestandteile einschließlich der Antenne zur Umsetzung eines eingehenden optischen in ein ausgehendes Funksignal aufweist. Die Basistechnologie des Chips beruht auf der SiGe BiCMOS (Siliciumgermanium Bipolar Complementary Metal Oxide Semiconductor) Halbleitertechnologie des IHP, für die am Standort Frankfurt/Oder entsprechendes Know-how und Fertigungskapazitäten verfügbar sind.
Der Chip soll eine Datenrate von 10 GBit/s erreichen. Als Frequenz für die drahtlose Signalübertragung wurde 100 GHz gewählt, was die Integration der Antenne in den Chip erlaubt. In diesem Frequenzbereich ist die Übertragung im Wesentlichen auf kürzere Distanzen beschränkt, für die eine direkte Sichtverbindung besteht. Die Übertragung innerhalb von Fabrik- oder Konferenzhallen wären z.B. geeignete Anwendungsszenarien.
Das vorliegende Projekt adressiert jedoch nur eine „Hälfte“ des Systems. Zusätzlich ist auch ein Empfänger erforderlich, der das drahtlose wieder in ein optisches Signal wandelt. Dies erfordert eine aktive optische Komponente, die derzeit noch nicht monolithisch integriert werden kann. Eine entsprechende Lösung müsste daher im Rahmen einer vollständigen Systementwicklung im Anschluss an das Vorhaben erarbeitet werden.
