Zwei Signale zeitgleich unterwegs

Im hochaktuellen und innovativen Aufgabenumfeld der MIMO-Technologie-Etablierung in der optischen Datenübertragung ist die Promotion von Jasmeet Singh M. Eng. positioniert. Unter dem Titel „Joint-Transceiver Design for Short Reach Multi-mode Fibre Systems“ verteidigte der 30-Jährige, gebürtige Inder am 9. April 2024 seine Doktorarbeit in Madrid. Jasmeet Singh konnte zur Erstellung seiner wissenschaftlichen Arbeit die Forschungsausstattung am Bereich Elektrotechnik und Informatik der Fakultät für Ingenieurwissenschaften intensiv nutzen.

Unterstützung auf dem Weg vom Master direkt zur Promotionsphase

„Ich bin sehr stolz auf Jasmeet Singhs Leistung und darauf, dass wir ihm mit unserer hochmodernen Forschungsausstattung sowie der Unterstützung durch eine Promotionsstelle beste Voraussetzungen für seine wissenschaftliche Arbeit in Kooperation mit der Technischen Universität Madrid bieten konnten“, so Professor Dr. Andreas Ahrens noch kurz vor seiner und Jasmeets Reise zur Verteidigung in die spanische Hauptstadt. Der Professor für Signale und Systeme der Nachrichtentechnik lehrt an der Fakultät für Ingenieurwissenschaften unter anderem im englischsprachigen Masterstudiengang Informations- und Elektrotechnik. Im Rahmen seiner Lehrveranstaltungen ist er vor rund sieben Jahren auf den Studenten Jasmeet Singh aufmerksam geworden, insbesondere auf seine ausgeprägten Fähigkeiten zur wissenschaftlichen Arbeit und seine Kreativität.

„Ich habe mich sehr darüber gefreut, als Professor Ahrens mich fragte, ob ich an der Hochschule Wismar in einem kooperativen Verfahren promovieren wolle“, erinnert sich Jasmeet Singh. Dank eines fast fünfjährigen Beschäftigungsverhältnisses als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Bereich Elektrotechnik und Informatik konnte Herr Singh sich voll auf seine wissenschaftliche Arbeit konzentrieren. Diese Promotionsstelle ist eine von aktuell fünf an der Fakultät für Ingenieurwissenschaften, die aus fakultätseigenen Mitteln finanziert werden. Außerdem wurde Jasmeet Singh mit einem Druck- sowie Reisekostenzuschuss zur Promotions- und Forschungsförderung von der Prorektorin für Forschung unterstützt.

Inhaltlicher Schwerpunkt der Doktorarbeit

Die rasante Entwicklung des Internets erfordert immer mehr Übertragungsbandbreite vom Teilnehmerbereich bis zu den Backbone-Verbindungen. Bisher wurde diese Forderung durch Entwicklungen zum Datenmultiplex über Lichtwellenleiter entsprochen. Diese Technologien werden in naher Zukunft an Ihre Grenzen stoßen und durch neue ersetzt werden müssen. Dem Engpass an Übertragungskapazität kann durch einen Paradigmenwechsel bei der Betrachtung von Multimode-Lichtwellenleitern nachgekommen werden. Dabei kann dieselbe Infrastruktur bei gleichem oder niedrigerem Energieaufwand genutzt werden kann. Möglich wird dies durch die Anwendung der ‚Multiple Input Multiple Output‘ (MIMO)-Technologie. Bereits die drahtlose Kommunikation wurde durch ausgeklügelte Nutzung der Mehrwegeausbreitung revolutioniert. Dies lässt sich auf die Ausbreitung der Moden in Lichtwellenleitern übertragen, wobei die ansonsten schädlich wirkende Modendispersion von Vorteil ist. Theoretisch wäre damit unter Beibehaltung der Infrastruktur eine Erhöhung der Kanalkapazität entsprechend der Anzahl der parallel sich ausbreitenden Moden (z. B. größer 100 bei Gradienten-Lichtwellenleitern) möglich.

Allerdings erfordert die praktische Umsetzung noch große Forschungsanstrengungen, um die MIMO-Technologie in der optischen Übertragung zu etablieren. In diesem hochaktuellen und innovativen Aufgabenumfeld konzentrierte sich die Promotion von Herrn Singh. So waren unter praktischen Bedingungen die Signalein- und auskopplung zu optimieren und die notwendigen Signalverarbeitungsalgorithmen zu entwickeln. Durch die in der Forschungsgruppe, zu der neben Professor Ahrens auch Prof. em. Dr.-Ing. habil. Steffen Lochmann und Prof. Dr.-Ing. Ingo Müller gehören, vorhandene Infrastruktur konnten die Algorithmen und Technologien nicht nur simulativ beschrieben werden, sondern auch unter praktischen Bedingungen getestet werden. Die praktische Testung der Algorithmen in einer optischen Testumgebung stellte dabei einen wesentlichen Beitrag zum erfolgreichen Abschluss des kooperativen Promotionsvorhabens mit der Technischen Universität Madrid dar.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr.-Ing. habil. Andreas Ahrens
Telefon: 03841 753-73 30
E-Mail: andreas.ahrens@hs-wismar.de

Originalpublikation:

Joint-Transceiver Equalization Technique over a 1.4 km Multi-Mode Fiber Using Optical MIMO Technique in IM/DD Systems https://www.mdpi.com/2304-6732/10/6/696

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