Wenn Kühlschränke mit Toastern streiten

Im Jahr 2030 sollen laut Schätzungen 500 Milliarden Geräte weltweit mit dem Internet verbunden sein. Dazu werden neben Autos, Smartphones und Tablets auch Fitnesstracker, Kühlschränke und vielleicht sogar mit vernetzten Aufklebern versehene Lebensmittel gehören. Damit diese vernetzte Zukunftsvision Wirklichkeit werden kann, muss sichergestellt werden, dass sich die verschiedenen Geräte nicht in die Quere kommen, wenn sie drahtlos über das Internet kommunizieren.

Hier leistet das “Christian Doppler Labor für Technologiebasiertes Design und Charakterisierung von elektronischen Komponenten” der Technischen Universität Graz einen wichtigen Beitrag. Mit AT&S als Industriepartner werden hier Möglichkeiten entwickelt, die notwendigen Elektronikbausteine sehr dicht zu packen, ohne dass sie sich dabei gegenseitig stören. Das ist mit heutiger Technologie bereits eine Herausforderung, in Zukunft wird das aber noch srchwieriger, weil die Geräte immer kleiner und die beteiligten Frequenzen immer höher werden.

Klein und gesprächig

Seit der Einführung des Smartphones ist es selbstverständlich, dass elektronische Geräte drahtlos mit dem Internet kommunizieren. Weil die Geräte immer kleiner werden, heißt das auch, dass die einzelnen Bausteine, aus denen sie sich zusammensetzen, ebenfalls schrumpfen. In einem Fitnesstracker müssen Prozessor, Speicher und Kommunikationsmodul nochmals deutlich enger zusammenrücken als in einem Smartphone. Wenn in Zukunft smarte Kontaktlinsen entwickelt werden wollen, ist diese Entwicklung auch bei weitem noch nicht am Ende.

Das führt dazu, dass es schwieriger wird, unerwünschte Wechselwirkungen zwischen einzelnen Systemkomponenten zu verhindern. Hier müssen Systeme und Schaltungen sehr genau geplant werden, um zu gewährleisten, dass sie ihre Funktion erfüllen können. Dazu kommt, dass auch die Zahl der Geräte zunimmt. Das heißt, dass sich nicht nur die Komponenten eines einzelnen Geräts, sondern auch mehrere Geräte gegenseitig in die Quere kommen können.

Schwierige Hochfrequenz

Damit das möglichst nicht passiert, weichen Konstrukteure zunehmend auf höherfrequente Signalübertragungen aus. Das hat zudem den Vorteil, dass sich damit auch der steigende Bedarf nach schneller Datenübertragung besser stillen lässt. Der neue Mobilfunkstandard 5G beispielsweise setzt ebenfalls auf hochfrequente Übertragung. Damit sollen in Zukunft Haushaltsgeräte, Autos und ganze Städte mit superschneller, drahtloser Datenübertragung vernetzt werden.

Damit wir bald Videospiele auf unsere drahtlosen Kontaktlinsen streamen können, muss aber sichergestellt werden, dass Antennen und Elektronik der zahllosen Geräte in der neuen vernetzten Welt sich nicht in die Quere kommen. Schon in der einer einzelnen Küche der Zukunft können sich dutzende Geräte befinden, die auf durchgehende Datenverbindung angewiesen sind, befinden. Damit sich der Toaster, der Musik aus dem Internet streamt und der Kühlschrank, der frische Milch bestellen will, nicht um die Verbindung streiten müssen, muss die drahtlose Übermittlungstechnik reibungslos funktionieren.

Published On: 3. Dezember 2020

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