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Datenübertragung über exakt 10,45 Kilometer: Von der DLR-Station in der Lichtenau (mit Ramon Mata Calvo) schickten die Wissenschaftler über einen Laser Daten mit einer Rate von 1,72 Terabit pro Sekunde zur Empfangsstation, die am Observatorium auf dem Hohen Peißenberg aufgebaut war. 

Übertragung mit Laser

Daten-Weltrekord  zum Hohen Peißenberg

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Landkreis - Wissenschaftler haben per Laser  Daten von 1,72 Terabit pro Sekunde übertragen. Das könnte Internetprobleme in abgelegenen Gegenden lösen.

Es war ein Weltrekord, aber vor allem „ein erster Meilenstein“, sagt Juraj Poliak vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Ihm und seinen Kollegen ist es jüngst gelungen, zwischen der DLR-Bodenstation in der Lichtenau und dem Observatorium auf dem Hohen Peißenberg mit einem Laser Daten von 1,72 Terabit pro Sekunde zu übertragen. Was zunächst nicht so spektakulär klingt, könnte in eine Technik münden, die ein global verfügbares Hochgeschwindigkeits-Internet möglich macht.

Bislang stehen Glasfaserkabel und andere diverse Systeme für hohe Übertragungsraten den Menschen fast nur in dicht besiedelten Gegenden zur Verfügung. Außerhalb der Ballungszentren „bietet sich eine breitbandige Versorgung über geostationäre Satelliten an“, so das DLR in einer Mitteilung. Und genau an diesem Punkt setzt das DLR-Projekt „THRUST“ (Terabit-throughput optical satellite system technology) an. Die Idee dahinter: Satelliten sollen über eine Laserverbindung an das terrestrische Internet angebunden werden.

Die Empfangsstation am Hohen Peißenberg (mit auf dem Foto Dr. Juraj Poliak).

Die optische Übertragung wird allerdings durch die Eigenschaften der Erdatmosphäre beeinträchtigt. Poliak und sein Team haben einen speziellen Belastungstest entwickelt und Simulationen erstellt. Es zeigte sich: Die Datenverbindung ins All weist im schlimmsten Fall in etwa die gleichen Störungen auf, die auch bei einer Übertragung auf der Erde über zehn Kilometern vom Boden zu einem erhöhten Punkt herrschen. Basierend auf dieser Erkenntnis waren im Oktober Poliak und vier weitere Wissenschaftler eine Woche lang für eine „Mess-Kampagne“, wie er sagt, im Landkreis Weilheim-Schongau im Einsatz. Involviert waren auch Mitarbeiter des Fraunhofer Heinrich-Hertz-Instituts, die für die Datenerzeugung und deren Demodulation zuständig waren.

Die Region bot sich für den Test bestens an: Es gibt einen DLR-Standort (in der Lichtenau) und nicht allzu weit davon entfernt eine Erhöhung (den Hohen Peißenberg). Um den so genannten Uplink (also ein Signal von einer Bodenstation hinauf zum Satelliten) zu simulieren, „benötigten wir einen kleinen Berg“, sagt Poliak, der beim DLR am Institut für Kommunikation und Navigation arbeitet. „Nur so konnten wir die Wirkung der Atmosphäre auf den Laserstrahl entsprechend erfahren.“ Die Strecke zwischen dem Sende-Gerät in der Lichtenau und dem Empfänger auf dem Dach des Observatoriums betrug 10,45 Kilometer. Die Übertragungen mit satten 1,72 Terabit pro Sekunde – das entspricht dem Datenvolumen von 45 DVDs – klappten fast problemlos. „Die Herausforderung dabei waren die atmosphärische Störungen“, erklärt Poliak. Davor gab es lediglich Versuche über drei Kilometer zwischen Oberpfaffenhofen und Hochstadt. Und da spielte die Atmosphäre noch kaum eine Rolle.

Im nächsten Schritt „werden wir Verfahren zur Stabilisierung der Verbindung entwickeln“, sagt der Projektleiter. Eine Unterbrechung von ein paar Millisekunden hat bereits große Auswirkungen auf die Übertragungsrate, heißt es seitens des DLR. Und die Wissenschaftler werden auch daran arbeiten und entsprechende Messverfahren entwickeln, um die Wirkungen der Atmosphäre auf die Laserübertragung besser verstehen zu können.

Zunächst einmal ging es Poliak und seinem Team darum „zu zeigen, dass das Ganze machbar ist“. Nicht zuletzt sollen auch Firmen, die Kommunikationssatelliten betreiben, auf die neue Technik aufmerksam gemacht werden. „Die vielversprechenden Untersuchungen werden in Oberpfaffenhofen nun mit Nachdruck fortgesetzt“, teilt das DLR mit.

Das Experiment im Landkreis stellte einen ersten wichtigen Schritt zur Satellitenverbindung mit Glasfasergeschwindigkeit dar. „Wir stellen quasi die Glasfaser ins All bereit – nur ohne Glasfaser. So können unterversorgte Gebiete, auch in Bayern, ans schnellere Internet angebunden werden“, sagt Poliak weiter. 

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