Duisburg. Lehrstuhl für Optoelektronik setzt an zum großen Sprung in die neue Mobilfunkgeneration. Neue Technik soll mobiles Internet 50-mal schneller machen.

Wer telefoniert heute schon nur noch mit seinem Handy? Selfies, Videos, WhatsApp, Facebook – alles läuft parallel. Die Netze sind überlastet, die Duisburger Dächer voll von Mobilfunkantennen. Das soll sich in Zukunft ändern. Wie das Handynetz der nächsten Generation aussieht, entwickeln derzeit 40 Forscher am Uni-Campus Duisburg. Ihre Lösung: Straßenlaternen sollen die Antennen beherbergen.

„Das ist unscheinbarer und effizienter“, sagt Prof. Dr. Andreas Stöhr. Außerdem soll die neue Technik des mobilen Internets 50 Mal schneller sein als die derzeitige 4G-Technologie – und selbst die ist in den meisten Handys noch gar nicht verbaut.

Die Zukunft heißt 5G

Mit finanzieller Unterstützung von der europäischen Kommission und Japan forscht die UDE nun an dieser Technik: Die Zukunft heißt 5G. „Wir wollen ermöglichen, dass Smartphones eine viel größere Menge an Daten schneller senden und empfangen können“, so Stöhr, der am Lehrstuhl für Optoelektronik an der UDE tätig ist.

Zukünftige Mobilfunkgenerationen müssten dazu höhere Funkfrequenzen nutzen können. Hierzu würde auch der Radius der Mobilfunkzellen von derzeit mehreren Kilometern auf bis zu zehn Meter reduziert. Das bedeutet: Die sogenannten Mobilfunkzellen – die geografisch aneinandergrenzenden Gebiete der Mobilfunknetze – werden verkleinert.

Dies ist dann möglich, wenn die Netzbetreiber neu entwickelte Mobilfunkantennen in Städten und auf dem Land anbringen, um die Dichte der Antennen zu erhöhen. Und eine Technik dafür entwickelt das Forscherteam auf der Grundlage eines an der UDE ausgearbeiteten Verfahrens: „coherent radio over fiber (CRoF)“.

„Diese Technik wird ermöglichen, dass durch neue Antennen die Mobilfunkzellen direkt an das Internet angeschlossen werden und über Glasfaser miteinander verbunden sind“, erklärt Stöhr. So könnten die Signale der Handys schneller weitergegeben werden. Die Antennen befinden sich dann nicht mehr auf Dächern, sondern in Straßenlaternen.

Duisburger verschicken täglich riesige Datenmengen über Handy

Diese Entwicklung kommt gerade zum rechten Zeitpunkt: Nach Angaben des statistischen Bundesamts waren 2014 zwei von drei Nutzern nicht mehr nur mit einem Computer, sondern auch mit dem Handy im Internet unterwegs. Und die Datenmenge ist gewaltig: Stolze 1,5 Millionen Megabyte verschickten die Duisburger pro Tag mit ihrem Smartphone – und das allein im Vodafone-Netz. Das entspricht rund 1.480 Stunden Film in HD-Qualität oder etwa 380.000 Fotos.

Wie diese Datenflut zu bewältigen ist, das testet nun das Forscherteam an der UDE. „Bei der Einführung der Technik im Jahr 2018 oder 2020 rechnen wir mit maximalen Übertragungsraten von zunächst 5 Gbit/s und später dann 50 Gbit/s“, erklärt Stöhr. Dann kann der Smartphone-Nutzer riesige Datenmengen in Sekundenschnelle herunterladen. Und auch mobiles HD-Fernsehen auf dem Smartphone in stark frequentierten Bereichen wie Flughäfen, Messehallen oder Stadien könnten dann möglich sein. „Deutschland ist im internationalen Vergleich Vorreiter“, sagt Stöhr, der das Forschungsprojekt mit internationalen Wissenschaftlern aus Europa, Japan und den USA koordiniert.

Seit Dezember letzten Jahres unterstützt auch ein neuer Kollege aus China das Projekt. Prof. Dr. Xihua Zou hat in China und Kanada Kommunikationswissenschaft und Wirtschaftsinformatik studiert und jetzt ein Forschungsstipendium von der Alexander von Humboldt-Stiftung erhalten. In den nächsten anderthalb Jahren wird er zusammen mit dem Team Team um Prof. Stöhr und Prof. Thomas Kaiser diese neue Technologie für Smartphones entwickeln.