LiFi

Mit Licht in Gbps-Speed über die Luftschnittstelle

| Redakteur: Jürgen Schreier

5G ist schnell. Doch auch andere Wireless-Technologien sind es auch und erreichen enorme Übertragungsraten. Dazu gehört beispielsweise LiFi, ein Kommunikationssystem, das Daten per Licht über die Luftschnittstelle schickt. Beim MWC19 in Barcelona präsentierte der Hersteller pureLiFi neue Lösungen im Gbps-Bereich und Bausteine, die in winzige Gehäuse passen.

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Li-Fi harmoniert auch mit anderen mobilen Funktechnologien
Li-Fi harmoniert auch mit anderen mobilen Funktechnologien
(Bild: pureLiFi)

Nach dem chinesischen Horoskop das Jahr 2019 das Jahr (Erd)-Schweins. Und für allen unter diesem Zeichen Geborenem verheißt das leider nicht viel Gutes Ganz anders sieht hingegen das Horoskop für die Bewohner der digital Welt aus. Das Jahr 2019 ist das Jahr von 5G. Bandbreite (fast) ohne Ende, Up- und Downstreams (fast) ohne Latenz und ganz neue disruptive Geschäftsmodelle versprechen die Propheten des neuen Mobilfunkstandards. Kein Wunder, dass 5G wesentliches Gesprächsthema beim diesjährigen Mobile World Congress (MWC19) in Barcelona war - vom anderen Trendthema Künstliche Intelligenz einmal abgesehen.

Kompakte Li-Fi-Komponenten für den Einbau in mobile Endgeräte

Doch sind "Speed und Bandbreite" keineswegs nur eine Sache von 5G. Auch bei der Präsentation von pureLiFi ging es primär um nichts anderes. Man sei jetzt bereit, mit Herstellern von mobilen Geräten zusammenzuarbeiten, um jedes Gerät mit LiFi zu verbinden, verkündete Alistair Banham, CEO von pureLiFi bei der weltweit größten Mobilschau der Welt.

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Und pureLiFi-Mitbegründer Mostafa Afgani ergänzte: "Wir sind in der Lage, die drahtlose Kommunikation auf neue Horizonte auszudehnen. Gbps-LiFii-Geschwindigkeit in ein winziges Gehäuse zu integrieren, das für die mobile Integration entwickelt wurde, ist eine einzigartige technische Leistung. Die neuen optischen Komponenten sind so konzipiert, dass sie mit einer Vielzahl von Basisband-Lösungen kompatibel sind, die es uns ermöglichen, mit einer Vielzahl von Herstellern bei der Integration zusammenzuarbeiten."

So dass Versprechen aus UK. Doch dass bei pureLiFi keine "Luft in Tüten" produziert, wird, demonstrierte man gleich vor Ort anhand eines Showcase, der zunächst ganz unscheinbar daher kam, aber durchaus für Furore sorgte. So hat pureLiFi die weltweit ersten optischen LiFi-Komponenten, die für die mobile Integration entwickelt wurden, in einen 08/15-Laptop von HP integriert, und konnte den staunenden MWC-Teilnehmern Hochgeschwindigkeits-LiFi mit Gbps-Konnektivität vorführen. Die neuen optischen LiFi-Komponenten ermöglichen laut pureLiFi den Herstellern mobiler Geräte erstmals, den optischen "Funkstandard" auch in Wearables wie Smartphones, Tablets und Laptops zu integrieren.

Gigabit-LiFi verschiebt die Grenzen des Wireless-Bereichs

So gesehen erweitert Gigabit-LiFi in der Tat die Grenzen aktueller Wireless-Lösungen, auch wenn das WiFi-Konsortium, das hinter der radiobasierten WLAN-Technik steckt, mit WiFi 6 ebenfalls den Datenturbo anwerfen will. Bei der Konnektivitätstechnologie LiFi (sie soll bis Mitte 2021 in Analogie zu WiFi standardisiert werden), wo es per Licht über die Luftschnittstelle geht, wird vor allem neben der Einfachhheit und Schnelligkeit des gesamten Konzepts auch dessen hohe Sicherheit hervorgehoben. Während WLAN-Router beliebtes Angriffsziel für Hacker sind, ist der unerlaubte Zugriff auf die LiFi-IKommunikation nur möglich, wenn sich der Hacker direkt im Hotspot befindet.

Als drahtlose Lösung sei LiFi der Schlüssel zur drastischen Verbesserung der aktuellen drahtlosen Technologien und zur Lösung der Herausforderungen von 5G, ist man bei pureLiFi überzeugt. Auch die Leuchtenhersteller zeigten sich von LiFi begeistert, da es dieser Branche einen neuen Markt erschließt - nämlich den für drahtlose Kommunikation. Beim MWC19 zeigte pureLiFi zusammen mit Lucibel und Zumtobel Lighting professionelle Lösungen. Schließlich wachse die Nachfrage nach drahtloser Konnektivität exponentiell aufgrund des schnellen Wachstums von Smart Living, Massive IoT, AR/VR und anderer autonomer Systeme. In diesem Zusammenhang könne LiFi kann als hochkapazitative Datenleitung dienen, die ein Vielfaches der Bandbreite herkömmlicher RF-Systeme zur Verfügung stelle.

LiFi: Wie funktioniert das eigentlich?

Light-Fidelity-Netzwerke (kurz LiFi) übertragen Daten mit Licht. Das macht sie um ein Vielfaches schneller als jedes elektromagnetische WiFi-System. Bei der Vernetzung über WiFi lassen sich Daten mit bis zu 100 Mbit/s transferieren. In einem LiFi-Netzwerk aber sind stabile Übertragungsraten von 10 Gbit/s und mehr machbar. Der Grund besteht darin, dass Lichtwellen ein um den Faktor 1000 größeres Spektrum zur Übertragung von Signalen als elektromagnetische Wellen bieten. Angesichts der Tatsache, dass die Kapazitäten an freien Radiofrequenzen (nicht an lizenzierten!) bis 2025 erschöpft sein dürften, könnte LiFi die Lösung des Problems darstellen.

Trotzdem hat auch LiFi seine Grenzen. So muss zwischen Sender und Empfänger zwingend eine freie Sichtverbindung bestehen. Während elektromagnetische Wellen (z.B. bei Wi-Fi oder Bluetooth) durch Wände dringen und z.B. ein WiFi-Hotspot leicht mehrere Räume versorgen kann, ist das bei LiFi nicht möglich. Hier müsste jeder Raum mit der Technologie ausgerüstet sein - und das so, dass der Nutzer beim Arbeiten mit einem mobilen Gerät nicht die Verbindung verliert, wenn er mit einem Tablet oder Smartphone hantiert. Arbeitet man an einer Workstation oder mit einem Notebook inklusive Docking-Station, wäre die LiFi-Konnektivität stabil.

Ein Pluspunkt von LiFi wurde oben bereits angesprochen: die Sicherheit. Denn was auf den ersten Blick als hinderlich erscheint (das man immer eine Sichtverbindung zwischen Sender und Empfänger haben muss), kann sogar ein Vorteil sein: Bauartbedingt bietet LiFi hohe Sicherheit. Sind WiFi-Netzwerke beliebte Angriffspunkte für Hacker, so haben Dritte bei LiFi nur dann Zugriff auf ein System, wenn sie sich in einem Raum mit dem LiFi-Hotspot aufhalten: Und das ist schwierig, denn die Reichweite von LiFi liegt bei nur wenigen Metern. Die Hersteller moderner WLAN-Router versprechen hingegen schon mal Reichweiten von mehreren hundert Metern, selbst wenn das nach einem Artikel der "PC-Welt " eher illusorisch ist.

Wie Anwendungskonzepte für LiFi aussehen, überlegt das LiFi Consortium. Gegründet wurde die Industrievereinigung im Jahr 2011 vom norwegischen Technologielieferanten IBSENtelecom, dem US-israelischen LED-Spezialisten Supreme Architecture und dem deutschen Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme (IPMS) in Dresden.
Quelle: T-Online

Praktische Li-Fi-Erfahrungen im Condition Monitoring

Dass LiFi alles andere ist als graue Theorie soll zum Schluss noch ein kleiner Use Case beweisen. In dessen Mittelpunkt steht Babcock - ein international tätiges Engineering-Unternehmen, das seit mehr als einem Jahrhundert als Partner für für technischen Support mit umfassendem Know-how in den Bereichen Technikintegration, Infrastrukturlösungen und Expertenschulungen fungiert und schwerpunktmäßig die Branchen Marine, Landfahrzeuge, Luftfahrt und Kernenergie bedient. Im Januar

2017 begann das Babcock, innovative Wege zur Unterstützung seiner Kunden zu testen. Dazu hat das Unternehmen in seiner Devonport Dockyard in Plymouth einen Smart-Connected-Facility-Prüfstand eingerichtet. Ziel dieser Einrichtung ist es, eine Reihe neuer Technologien zu testen und zu bewerten, die es ermöglichen, neue Betriebsmodelle auf der Grundlage digitaler Daten zu entwickeln.

Die Connected Facility wird genutzt, um zu demonstrieren, wie intelligente drahtlose Sensorik und zustandsbasierte Monitoringsysteme (Condition Monitoring) die Instandhaltung verbessern, um Kosten zu senken und die Verfügbarkeit von Anlagen zu erhöhen.

Derzeit kann der Einsatz von drahtlosen Sensoren eine Herausforderung darstellen, da die HF-Übertragung Störungen und Sicherheitsrisiken ausgesetzt ist und dadurch unzuverlässig wird. Deshalb prüft Babcock die Anwendung anderer drahtloser Möglichkeiten, die bei Babcock selbst und bei seinen Kunden eine zuverlässig und sichere Datenübertragung over the air gewährleisten Die LiFi-Technologie wäre eine Lösung für solche kritischen Anwendungsfälle.

Mit Li-Fi-fähigen Tablets auf digitale Benutzerhandbücher zugreifen

pureLiFi startete Anfang 2017 mit Babcock eine Kooperation. Über einen Zeitraum von vier Wochen installierte und demonstrierte pureLiFi innerhalb der Devonport Connected Facility den Einsatz eines LiFi-Netzwerks, das aus einer Reihe von LED-Leuchten bestand, die Licht und Daten im Gebäude liefern. Als Datenquelle fungierte eine Reihe von LiFi-verbundenen Schwingungssensoren, die sich auf sechs Niederdruckluftkompressoren befanden.

Die Implementierung dieser Kommunikationstechnologie in einer Live-Umgebung ermöglicht es den Babcock-Ingenieuren, schnell und sicher Sensorinformationen zu sammeln, die bisher nicht vorhanden waren. Die vom LiFi-System gelieferten Sensorinformationen - nämlich Schwingungsdaten - werden an einen Server und einen Smart Screen übertragen, der die Daten visualisiert werden. Daraus lassen sich Erkenntnisse über den Zustand der Anlagen und der bei Ihrer Herstellung verwendete Materialien gewinnen.

Babcock nutzt zusätzlich das installierte LiFi-Netzwerk für den Anschluss von LiFi-fähiges Windows-Tablets. Mit denen kann bei Bedarf auf Support- und Wartungsinformationen wie Benutzerhandbücher, Arbeitsanweisungen und 3D-Modelle zugegriffen werden.

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