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Das Spektrum des sichtbaren Lichts ist unlizenziert und frei nutzbar.
Das Spektrum des sichtbaren Lichts ist unlizenziert und frei nutzbar. (Bild: Viferico/CC-BY 4.0)

Die Deckenlampe wird umgerüstet

Und noch mehr spricht für die Technik. Damit sie funktioniert, muss bestehende Infrastruktur nur geringfügig umgerüstet werden. In die Deckenlampe wird ein Encoder integriert. Das zu versorgende Gerät benötigt einen Empfänger, um die Lichtwellen einzufangen. Die Stromversorgung erfolgt über das bestehende Stromnetz. Die Technologie hat einen minimal höheren Energiebedarf als die Lampe selbst. Dieser kommt durch den Stromverbrauch des Encoders zustande.

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Die Kommunikation von einem zentralen Internet-Anbindungspunkt für das Netzwerk zur Diode in dem Transmitter kann ebenfalls über ein bestehendes System hergestellt werden: das Stromnetz. Dafür wird eine Powerline-Lösung installiert. Das LED-Sendesystem, also die Lampe, bezieht die Signale direkt über das Stromnetz. Es wird lediglich geringe zusätzliche Energie benötigt, um das Signal im Encoder umzuwandeln.

Viele ungelöste Probleme

Die Technologie im Allgemeinen wirft aber auch große Probleme auf. Es muss zwingend eine Sichtverbindung zwischen Sender und Empfänger bestehen. Selbst kleinere Störungen machen die Verbindung unbrauchbar und lassen die gesamte Kommunikation zusammenbrechen. Weil die Technik keine Wände durchdringen kann, muss in jedem Raum entsprechende Technik zur Datenübertragung installiert und ein synchroner Wechsel zwischen den verschiedenen Kanälen garantiert werden, wenn der Nutzer den Raum wechselt.

Auch mobil ist die Technik nicht: Bewegt der Nutzer das Endgerät in eine Richtung, die den Sensor von der Lampe abwendet, bricht die Verbindung ab. In einigen Fällen reicht es zwar aus, wenn kein Sichtkontakt besteht, allerdings sinkt hier die Performance ins Unbrauchbare. Um das Problem zu lösen, sind serienreife Rundumzellen nötig.

Zudem ist Licht bei hohen Übertragungsraten enorm anfällig für Störungen der Erdatmosphäre, etwa wenn Lichtstrahlen durch Gase oder Mikropartikel abgelenkt werden. Je länger die vom Licht zu überwindende Distanz ist, desto mehr Strahlen werden absorbiert oder gebrochen. Das schränkt die Stabilität und somit die Geschwindigkeit weiter ein. Auch berücksichtigt werden müssen potenziell auftretende Reflexionen des Lichts wie bei Spiegeln im Raum. Ist das Intervall zwischen zwei Signalübermittlungen größer als die durch die Reflexion auftretende Verzögerung, kann keine saubere Übertragung mehr erfolgen.

Li-Fi kann Wi-Fi nicht in jedem Anwendungsszenario ersetzen. Bei Assistenzsystemen im Auto etwa könnte es gefährlich werden; ein kleines Hindernis oder eine Verschmutzung der Fotozelle würden die Kommunikation teilweise oder komplett abbrechen lassen.

Endprodukte lassen auf sich warten

Komfortable Geräte für den Endanwender zur Abdeckung verschiedener Stromkreise existieren noch nicht. Mit speziellen Wandlern müssen Stromkreise überbrückt werden. Die Kosten steigen dadurch erheblich. Es gibt zwar bereits heute Phasenkoppler, die diesen Anforderungen gerecht werden. Aber Plug-and-Play-Lösungen für Powerline, die im Zusammenspiel mit einem Li-Fi-Sender einfach zu installieren und zu bedienen sind, gibt es nicht.

Das grundlegende Prinzip von optischer Datenübertragung ist nicht neu. Es kommt in Infrarot-Fernbedienungen zum Einsatz. Diese senden Morsezeichen an das TV-Gerät. Auch in einigen wenigen älteren Mobiltelefonen wurde für den Datenaustausch zwischen zwei Geräten Infrarot verwendet. Aufgrund der hohen Störanfälligkeit wurde der Standard von Bluetooth abgelöst, das, ähnlich wie herkömmliches Wi-Fi, mit elektromagnetischen Radiowellen im 2,4-Ghz-Band funktioniert. Zudem ermöglichte Bluetooth wesentlich höhere Datenübertragungsraten als das Infrarot auf dem damaligen Stand.

Mit Licht können allerdings viel höhere Übertragungsraten erreicht werden als noch vor einigen Jahren. Einige Forschungseinrichtungen finden es daher lohnenswert, zu der Technik zurückzukehren. Einer Forschergruppe der Universität Oxford gelang es etwa im vergangenen Jahr, Daten mit einer Geschwindigkeit von 224 Gbit/s über Licht zu übertragen. Dabei bündelten sie sechs verschiedene Wellen.

Eine Abteilung des Fraunhofer IPMS hat in diesem Jahr auf der Optical Fiber Communication Conference (OFC) in Kalifornien einen Prototyp zur schnellen Datenübertragung vorgestellt. Den Schwerpunkt legt die Einrichtung auf Industrieanlagen zur intelligenten Vernetzung von Produktionsstätten mit beweglichen Maschinen. Das Heinrich-Hertz-Institut stellte im April 2016 auf der Hannover Messe eine Industrielösung vor. Das gezeigte System soll ähnlich dem des IPMS in fest verbauten Produktionsanlagen mit flexiblen Komponenten zum Einsatz kommen.

Apple will Li-Fi bei seinen iPhones nutzen und soll seit Anfang dieses Jahres an einer Integration im Betriebssystem iOS arbeiten. Li-Fi könnte dabei ergänzend zu LTE, WLAN und Bluetooth agieren.

 Li-Fi statt Wi-Fi: Dem Internet geht ein Licht aufSolarzellen empfangen Daten 

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serra.avatar 23. Okt 2016

wir haben auch seit Jahrzehnten immer mehr "Strahlenbelastung" und? Seit Jahrzehnten...

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l.b. 17. Okt 2016

Das meinte ich ja, Powerline kann man knicken :D

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FreiGeistler 15. Okt 2016

Gibts beides viel zu viel. ^^

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FreiGeistler 15. Okt 2016

photonik.de/Ein einzelnes Photon sehen Brems dich bitte etwas, ok?

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Berner Rösti 14. Okt 2016

Wie z.B. "Schiffe versenken". Eben aufgrund der großen Latenz sind solche Spiele dann...

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