Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik

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Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut, HHI
Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut, HHI
Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik
Kategorie: Forschungseinrichtung
Träger: Fraunhofer-Gesellschaft
Bestehen: seit 23. Februar 1928
Rechtsform des Trägers: Eingetragener Verein
Sitz des Trägers: München
Standort der Einrichtung: Berlin-Charlottenburg
Außenstellen: Goslar
Art der Forschung: Angewandte Forschung
Fachgebiete: Informations- und Kommunikationstechnologie
Grundfinanzierung: 25 %
Leitung: Martin Schell und Thomas Wiegand
Mitarbeiter: 410
Homepage: www.hhi.fraunhofer.de

Das Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut, HHI, auch in der Kurzbezeichnung Fraunhofer HHI genannt, ist eine Einrichtung der Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. (FhG) und hat seinen Sitz in Berlin. Die Aktivitäten des Instituts sind der angewandten Forschung und Entwicklung in den Fächern Physik, Elektrotechnik und Informatik zuzuordnen.

Kompetenzen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Das Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut ist weltweit führend in der Entwicklung von mobilen und festen Breitband-Kommunikationsnetzen und Multimedia-Systemen. Schwerpunkte der freien sowie der Auftragsforschung des Fraunhofer HHI sind photonische Komponenten und Systeme, faseroptische Sensorsystemen sowie Bildsignalverarbeitung und -übertragung. Daneben werden zukünftige Anwendungen für Breitband-Netze entwickelt – Forschungsschwerpunkte sind hier 3D-Displays, UHD-Panorama-Videoproduktion, Mensch-Maschine-Interaktion durch Gestensteuerung, optische Satellitenkommunikation sowie Datenübertragungstechnologien wie etwa Visible Light Communications.

Dabei arbeiten die Wissenschaftler des Instituts mit nationalen und internationalen Partnern aus Forschung und Industrie zusammen. Forscher des Instituts waren und sind beispielsweise beteiligt an der Entwicklung der Videokompressionsstandards H.264 AVC und dem Nachfolger H.265 HEVC in der Moving Picture Experts Group (MPEG) sowie der Video Coding Experts Group (VCEG). Die Arbeiten an den verschiedenen Videokompressionsstandards wurden mehrfach mit dem Technology and Engineering Emmy ausgezeichnet.[1][2][3]

Forschung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Forschungs- und Entwicklungsarbeit des Fraunhofer HHI findet in sechs Fachabteilungen statt.[4]

Der Forschungsschwerpunkt der Abteilung Photonische Netze und Systeme sind leistungsfähige optische Übertragungssysteme für den Einsatz in In-house-, Zugangs-, Metro-, Weitverkehrs- und Satellitenkommunikationsnetzen. Im Fokus stehen die Erhöhung der Kapazität sowie die Verbesserung der Sicherheit und der Energieeffizienz.

Die Abteilung Photonische Komponenten entwickelt optoelektronische Halbleiterbauteile sowie integriert-optische Schaltkreise zur Datenübertragung. Außerdem im Fokus: Infrarotsensorik, Terahertz-Spektroskopie und Hochleistungs-Halbleiterlaser für industrielle und medizinische Anwendungen.

Die Erforschung neuartiger photonischer Sensoren für Mess- und Regelsysteme zur Gefahrenfrüherkennung, im Energie-Management, der Robotik und der Medizintechnik liegt im Fokus der Abteilung Faseroptische Sensorsysteme (Außenstelle Goslar). Die Sensoren zeichnen sich durch extreme Miniaturisierung, hohe Netzwerk- und Kommunikationsfähigkeit sowie hohe Energieeffizienz aus.

In der Abteilung Drahtlose Kommunikation und Netze bildet die funkgestützte Datenübertragung den Forschungsschwerpunkt. Dort werden Beiträge zur Theorie und technischen Machbarkeit von Funksystemen erarbeitet und Hardware-Prototypen entwickelt. Ergänzt wird dies durch wissenschaftliche Studien, Simulationen und Bewertungen auf Link- und Systemebene.

Die Abteilung Videokodierung und Maschinelles Lernen forscht an der effizienten Kodierung, dem Transport, der Verarbeitung und der Analyse von Videosignalen sowie dem Maschinellen Lernen.

Der Fokus der Abteilung Computer Vision und Visualisierung liegt auf 2D-/3D-Analyse- und Syntheseverfahren, dem Bereich Computer Vision sowie innovativen Kamera-, Sensor-, Display- und Projektionsaufbauten. Die Abteilung forscht für die gesamte Videoverarbeitungskette von der Erstellung der Inhalte bis hin zur Wiedergabe.

Kooperationen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Mitarbeiter des Fraunhofer HHI haben Lehrstühle an folgenden Universitäten inne:

  • Technische Universität Berlin (Bildkommunikation, Optische und Optoelektrische Integration, Netzwerk-Informationstheorie)
  • Technische Universität Clausthal (Angewandte Photonik)
  • Humboldt-Universität Berlin (Visual Computing)
  • Universität Potsdam (Architekturen eingebetteter Systeme für die Signalverarbeitung)

Das Fraunhofer HHI ist Mitglied folgender Fraunhofer-interner Verbünde und Allianzen

  • Fraunhofer-Verbund Informations- und Kommunikationstechnik (IuK)
  • Fraunhofer-Verbund Mikroelektronik (VµE)
  • Fraunhofer-Verbund Verteidigungs- und Sicherheitsforschung
  • Fraunhofer-Verbund Big Data
  • Fraunhofer-Allianz Ambient Assisted Living (AAL)
  • Fraunhofer-Innovationscluster Sichere Identität
  • Fraunhofer-Innovationscluster Life Cycle Engineering für Turbomaschinen
  • Fraunhofer-Allianz Digital Media
  • Fraunhofer-Allianz Embedded Systems
  • Fraunhofer-Allianz Vision

Infrastruktur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

2015 betrug der Gesamthaushalt des Fraunhofer Heinrich-Hertz-Instituts 49,2 Millionen Euro. Die Drittmittelquote lag bei 75 Prozent. 49,8 Prozent des Haushalts kamen aus Wirtschaftserträgen, 13 Prozent aus der Vertragsforschung für Bund und Länder sowie 6,5 Prozent aus Mitteln der Europäischen Union. 2015 arbeiteten rund 270 Mitarbeiter/innen und 140 Studierende am Institut.

Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Gründung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Gründungsphase des Heinrich-Hertz-Instituts begann am 1. August 1927 mit der Absichtserklärung der Studiengesellschaft für Schwingungsforschung, ein Institut für die Erforschung elektrischer und akustischer Schwingungen an der Technischen Hochschule Berlin zu gründen. Mitglieder dieser Gesellschaft waren die Deutsche Reichspost, das Preußische Ministerium für Wissenschaft, Kunst und Volksbildung, die Reichs-Rundfunk-Gesellschaft, die Technische Hochschule zu Berlin, Großfirmen der Elektroindustrie sowie der Verband Deutscher Elektrotechniker.[5]

Effektiv gegründet wurde das Institut am 23. Februar 1928 als Heinrich-Hertz-Institut für Schwingungsforschung. Die Eröffnung erfolgte 1930 in Berlin-Charlottenburg, Franklinstraße 1, mit den 4 Abteilungen: Hochfrequenztechnik, Fernsprechtechnik und Telegraphentechnik, Akustik und Mechanik, eröffnet. Forschungspunkte waren unter anderem Rundfunk- und Fernsehtechnik, Raumakustik, Elektronische Musik. 1936 erfolgte die Umorganisation des Instituts im Rahmen der Nationalsozialistischen "Säuberung" im Sinne des Dritten Reiches. Im Zuge dessen wurde der Name Heinrich Hertz aus der Institutsbezeichnung getilft.

Nachkriegszeit[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Nach der völligen Zerstörung des Institutsgebäudes 1945, erfolgte in gleichem Jahr die Neugründung des Heinrich-Hertz-Instituts für Schwingungsforschung, mit der alten Abteilungsstruktur, durch Gustav Leithäuser. Mitte 1950, durch Währungsreform und Berlinblockade, Zweiteilung des Instituts in einem Ostteil (Berlin-Adlershof) und einem Westteil (Berlin-Charlottenburg, Jebensstraße 1). Im Jahr 1968 konnte das Institut den Neubau am Berliner Einsteinufer 37 beziehen.

Institut mit Landes- und Bundesbeteiligung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

1975 erfolgte die Umbenennung des Instituts in Heinrich-Hertz-Institut für Nachrichtentechnik Berlin GmbH mit dem Land Berlin und dem Bund als Gesellschafter. Es erfolgte eine Neuausrichtung des Forschungsprofils am HHI durch Horst Ohnsorge. Im Anschluss daran wurden aktuelle Probleme der modernen Nachrichtentechnik systematische bearbeitet. Darunter die Vision eines universellen, breitbandigen Nachrichtennetzes auf Glasfaserbasis. In dieser Phase gab es fünf Fachabteilungen: Allgemeine Grundlagen; Systemstrukturen; Bild und Ton; Vermittlung und Übertragung; Planung. In den 1980er Jahren erfolgte eine Stärkung der optischen Nachrichtentechnik als Schlüsseltechnologie am HHI. Abermals vollzog man eine Umstrukturierung des Instituts mit der Bildung von zwei Bereichen: Nachrichtensysteme (NA) mit den Abteilungen Vermittlung und Übertragung; Signalaufbereitung und Endeinrichtungen, Wirtschafts- und Sozialwissenschaftliche Begleitforschung, Anthropotechnik und den Bereich Integrierte Optik.

In den 1990er Jahren lagen die Forschungsschwerpunkte in den Bereichen: Photonik-Netze; Elektronische Bildtechnik für Multimedia; Mobile Breitbandsysteme; Integrierte Optik.

Übergang in die Fraunhofer-Gesellschaft[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Im Jahr 2003 ging das Institut in die Fraunhofer-Gesellschaft über und erhielt den heutigen Namen Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut, HHI. Seit Jahrzehnten arbeitet das Institut eng mit der benachbarten TU Berlin zusammen.

Im Jahr 2006 gelang die Entwicklung eines Datenübertragungssystems mit einer bis dahin nicht erreichten Datenübertragungsrate von 2560 Gb/s, das heißt, die Übertragung einer Datenmenge, die dem Inhalt von über 60 DVDs entspricht, dauert eine Sekunde. Außerdem wurde in der Videokompression ein Durchbruch erzielt, der es ermöglicht, Spielfilme im hoch aufgelösten HDTV-Format mit 2 Millionen Pixeln je Bild auf DVDs zu speichern.

Am 10. November 2016 errichteten Wissenschaftler des Fraunhofer HHI eine bidirektionale 1,7 Tbit/s schnelle optische Übertragungsstrecke über die Luft. Die augensichere optische Freistrahlübertragung wurde über eine Distanz von 380 Metern gesendet. Das System ist augensicher, da die optische Sendeleistung der Antenne weniger als 10 mW beträgt. Die Signale bestanden in beiden Richtungen aus 40 Wellenlängenkanälen mit einer Datenrate von jeweils 43 Gbit/s.[6]

Liste der Direktoren[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Karl Willy Wagner, Gründungsdirektor (1927–1936)
  • Willi Willing (kommissarisch Febr. 1936–März 1937)
  • Heinrich Fassbender (1937–1945)
  • Gustav Engelbert Leithäuser (1945–1953)
  • Friedrich-Wilhelm Gundlach (1957–1972)
  • Horst Ohnsorge (1975–1980)
  • Wolfgang Grunow (1980–1982)
  • Clemens Baack (1982–2002)
  • Joachim Hesse (kommissarisch mit Hartmut Mrowka 2002–2004)
  • Hans-Joachim Grallert (2004–2013) und Holger Boche (2004–2010)
  • Martin Schell (seit 2014) und Thomas Wiegand (seit 2014)

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Emmy für MPEG-2 Transportstrom Standard – Artikel bei hhi.fraunhofer.de, vom 17. Januar 2014.
  2. Das Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) ehrt Dr. Detlev Marpe – Artikel bei hhi.fraunhofer.de, vom 16. Januar 2015.
  3. Auszeichnungen für Wissenschaftler des Fraunhofer HHI – Artikel bei hhi.fraunhofer.de, vom 15. Juli 2015.
  4. Übersicht der Forschungsabteilungen des Instituts Artikel bei hhi.fraunhofer.de, vom 31. Januar 2017.
  5. Historie des Heinrich-Hertz-Instituts – Artikel bei www.freunde.hhi.de, vom 31. Januar 2017.
  6. 2x1,7 Terabit pro Sekunde augensichere optische Freistrahlübertragung über 380 Meter am Fraunhofer HHI demonstriert – Artikel bei hhi.fraunhofer.de, vom 2. Februar 2017.