Gigahertz (GHz)

Das Gigahertz ist eine Frequenzeinheit und entspricht einer Milliarde Hertz. Sein Zeichen ist GHz. Es ist der Bereich der modernen drahtlosen Kommunikation und des Takts in jedem heutigen Rechner, und fast nichts davon war vor den 1990er Jahren im Alltag gebräuchlich.

WLAN belegt zwei Hauptbänder bei 2,4 und 5 Gigahertz sowie ein neueres nahe 6. Das 2,4-Gigahertz-Band ist überfüllt, weil es fast überall anmeldefrei ist und mit Bluetooth, Schnurlostelefonen und Mikrowellenherden geteilt wird, die bei 2,45 Gigahertz arbeiten, weil Wassermoleküle dort Energie wirksam aufnehmen. Das 5-Gigahertz-Band bietet mehr Kanäle und höhere Raten, wird jedoch von Wänden stärker geschluckt und deckt deshalb eine kleinere Fläche ab.

Der Mobilfunk erstreckt sich über den ganzen Bereich. Frühere Generationen nutzten Bänder unter 1 Gigahertz wegen ihrer weiten Reichweite in Gebäude hinein und über Land, während neuere Zuteilungen bei 1,8, 2,6 und 3,5 Gigahertz mehr Daten über kürzere Strecken tragen. Je höher eine Frequenz, desto mehr Bandbreite steht bereit und desto schlechter dringt sie durch; jede Netzgeneration ist ein Aushandeln zwischen diesen beiden Tatsachen.

Die Taktfrequenzen der Rechner überschritten um das Jahr 2000 die Gigahertzgrenze und blieben wenige Jahre später nahe vier stehen. Die Schranke ist thermisch: die Verlustleistung steigt steil mit der Frequenz, und jenseits von etwa vier Gigahertz kann ein herkömmlicher Siliziumprozessor die Wärme nicht mehr abführen. Leistungszuwächse kommen seither aus zusätzlichen Kernen, breiterer Befehlsausgabe und besseren Speicherhierarchien, nicht aus höherem Takt.

Satellitenstrecken, Radar und Radioastronomie arbeiten allesamt hier. Wetterradar läuft üblicherweise zwischen 2,7 und 5,6 Gigahertz, das Radar der Flugsicherung in ähnlichen Bändern, und die Mikrowellenhintergrundstrahlung, die das Weltall erfüllt, hat ihr Maximum nahe 160 Gigahertz, weit oberhalb des Bereichs der irdischen Kommunikation.

Millimeterwellensysteme bei 24 Gigahertz und darüber dienen dem Abstandsradar von Kraftfahrzeugen und den Bändern höchster Kapazität in Mobilfunknetzen. Ihre sehr kurzen Wellenlängen erlauben kleine Antennen und gewaltige Datenraten, werden aber von beinahe allem blockiert, auch von Regen und Blattwerk.

Ein Gigahertz entspricht einer Milliarde Hertz, 1000 Megahertz oder 0,001 Terahertz.

Umrechnungstabelle für Gigahertz