Mess-Plattform für ultra-hohe Datenraten (MORE)

• Fachliche Zuordnung: Kommunikationstechnik und -netze, Hochfrequenztechnik und photonische Systeme, Signalverarbeitung und maschinelles Lernen für die Informationstechnik
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 434434888

Für zukünftige Kommunikationssysteme müssen die Datenraten drastisch erhöht werden. Die TUD hat bereits gezeigt, dass es möglich ist ICs mit Bandbreiten von 200 GHz zu realisieren. Die Messung der Datenraten, welche mit solchen ICs möglich ist, stellt eine sehr große Herausforderung dar. Unter Berücksichtigung von Rauschen, Verzerrungen und der Tatsache, dass bei so hohen Datenraten nur kleine Signalpegeln erzeugt werden können, steigen die Herausforderungen weiter an. Ein weiteres Problem ist das Phasenrauschen der Signalquellen, welches die Messgenauigkeit begrenzt.M O R E möchte diese Probleme lösen und die weltweit schnellste Plattform zur Messung von Datenraten aufbauen. Nach sehr konstruktiven Gesprächen bieten die Hersteller uns Geräte mit Rekord-Eigenschaften an:- Exklusiv für dieses Projekt wird ein Datenraten- und Bitfehlertester mit 4 Kanälen entwickelt, der selbst bei Non-Return-to-Zero-Modulation eine Datenrate von 130 Gb/s pro Kanal liefert. Mit nur 4 Kanälen können Datenraten bis zu 0,52 Tb/s gemessen werden. Darüber hinaus wird der Ausgangssignalpegel der Module von 450 mV auf ≥ 700 mV erhöht.- Echtzeit-Oszilloskop mit 4 Kanälen mit Sampling-Raten von jeweils 256 GS/s und Bandbreiten von jeweils 100 GHz. Die Bandbreite pro Kanal ist auf 110 GHz erweiterbar. Um die Detektionsqualität über 70 GHz zu erhöhen, wird speziell für M O R E eine einzigartige Kalibrierung angeboten, um die Bitauflösung zu verbessern.- Arbitrary Wave Generator mit 2 Kanälen mit jeweils 120 GS/s und komplexen Datenformaten wie 64 QAM. Speziell für M O R E wird eine zusätzliche Funktion zum Unterdrücken von Verzerrungen implementiert.- Signalgenerator bis 42 GHz mit neuartiger Option für extrem niedriges Phasenrauschen.Trotz dieser verbesserten Eigenschaften und zusätzlichen Funktionen konnten wir Kosten unter dem Listenpreis verhandeln. Die Gesamtkosten betragen 2,173 Mio. €.Zusätzlich werden wir die messbaren Datenraten durch selbst entwickelte SiGe-Multiplexer auf über 200 Gb/s pro Einzelkanal erhöhen. Dies verbessert den Stand der Technik (SoA) um etwa einen Faktor 2.Diese Ausrüstung ermöglicht z.B. die Erforschung von drahtlosen Kommunikationssystemen mit bis zu 0,52 Tb/s, optischen Verbindungen mit ≥ 130 Gb/s pro Kanal (auch mit NRZ) und Datenwandler mit 100 GHz Bandbreite × 6 Bit. Diese führt zu SoA-Verbesserungen mit Faktoren von 4,3, ≥ 2,6 bzw. 10.M O R E vereint die komplementären Kompetenzen von 12 Professuren und 5 Nachwuchsgruppenleitern von 6 Universitäten und einem Institut, ist offen für die Einbeziehung weiterer Nutzer und zielt auf eine Auslastung von nahezu 100% ab. Die M O R E-Plattform wird von > 100 Forschern genutzt und wird die Basis für zahlreiche Forschungsprojekte (DFG, BMBF, EU usw.), Networking, Doktorandenausbildung und > 100 Top-Publikationen sein. Frank Ellinger möchte als Initiator und erfolgreicher Antragsteller des Konzeptes dieser Großgeräteinitiative Synergien zwischen anderen akzeptierten Vorschlägen stimulieren.

• DFG-Verfahren: Großgeräteinitiative
• Großgeräte: 4 Channel BERT ; 4 channel real-time oscilloscope ; arbitrary wave generator ; signal generator
• Gerätegruppe: 2720 Impedanz- und Dämpfungsmeßgeräte, Frequenzgangmeßgeräte, Netzwerkanalysatoren ; 6300 Meßgeneratoren, Meßsender, Frequenznormale
• Antragstellende Institution: Technische Universität Dresden
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Frank Ellinger
• Mitverantwortlich: Dr. Ronny Henker
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Dr.-Ing. Karlheinz Bock; Professor Dr. Daniel Erni; Professor Dr.-Ing. Gerhard P. Fettweis; Professorin Dr.-Ing. Diana Goehringer; Professor Dr. Matthias Hein; Professor Dr. Jan Hesselbarth; Professor Dr.-Ing. John Thomas Horstmann; Professor Dr. Kambiz Jamshidi, Ph.D.; Professor Dr.-Ing. Rolf Kraemer; Professor Dr.-Ing. Matthias Rudolph; Professor Dr. Ronald Tetzlaff