Fraunhofer HHI

Daten aus der Deckenlampe

Ifa 2011

Das Fraunhofer HHI demonstriert auf der Internationalen Funkausstellung eine drahtlose optische Datenübertragung. Die Deckenlampe dient dabei als Sender.

Artikel veröffentlicht am 2. September 2011, 21:43 Uhr, Werner Pluta

VLC: drahtlose optische Datenübertragung (Bild: Fraunhofer HHI)

Optische Datenübertragung über Glasfaserkabel ist eine bekannte Technik. Drahtlose Datenübertragung per Funk ebenso. Forscher des Berliner Fraunhofer-Heinrich-Hertz-Instituts (HHI) um Anagnostis Paraskevopoulos haben eine Technik entwickelt, um Daten drahtlos optisch zu übertragen.

Visible Light Communication, Kommunikation über sichtbares Licht, haben sie die Technik genannt. Viel brauchten sie dazu nicht: Der Sender ist eine leistungsfähige, handelsübliche Leuchtdiode (LED), der Empfänger eine Fotozelle.

Lichtmodulation

Die Treiberelektronik der LED wird mit einem Modulator versehen. Der moduliert den Strom - sprich: Er schaltet die LED rasend schnell ein und aus, wodurch sich die Lichtintensität der LED ändert. Auf der Gegenseite dient eine Fotozelle als Empfänger. Er fängt das Flackern der LED auf, ein daran angeschlossener Demodulator wandelt die optischen Signale in elektrische Impulse. Diese werden dann über Ethernet zum Computer übertragen.

LEDs werden sich auf lange Sicht gegenüber Energiesparlampen oder Halogenleuchten durchsetzen, sagt Paraskevopoulos im Gespräch mit Golem.de. Deshalb sei es naheliegend, die Deckenbeleuchtung auch für die Datenübertragung zu nutzen. Für das menschliche Auge ist das Flackern der LED nicht wahrnehmbar. Dazu ist die Modulationsfrequenz von 10 MHz zu hoch. Das Auge erkennt nur Intensitätsänderungen bis etwa 100 Hz.

Infrarot als Rückkanal

Auf der Demonstrationsanlage auf der Internationalen Funkausstellung in Berlin (Halle 11.1, Stand 8) übertragen die Fraunhofer-Forscher ruckelfrei ein Video und zeigen ein Videokonferenzsystem mit zwei Rechnern, bei dem die Daten optischen drahtlos übertragen werden. Bei der bidirektionalen Datenübertragung nutzen die Forscher Infrarot-LED für den zweiten Kanal, um Interferenzen zu vermeiden.

Die Datenraten können sich sehen lassen: Unter Normalumständen können Daten mit einer Geschwindigkeit von 100 MBit/s übertragen werden. Unter Laborbedingungen sei mehr möglich: Eine Weißlicht-LED mit blauem Chip schafft 500 MBit/s, eine RGB-LED sogar 800 MBit/s.

Eine Lampe - ein Kanal

Nachteil des Systems ist, dass pro Lampe nur ein Kanal zur Verfügung steht. Es kann als nur einer auf dem Sofa unter der Wohnzimmerlampe sitzen und surfen. Das optische Drahtlosnetz sei indes auch weniger für daheim gedacht, sagt Paraskevopoulos.

Zwei Anwendungsszenarien sieht der Fraunhofer-Wissenschaftler: zum einen Umgebungen, in denen eine Datenübertragung per Funk nicht möglich ist, etwa im Flugzeug, in Krankenhäusern oder manchen Industrieanlagen. Der zweite Anwendungsbereich sind Umgebungen, in denen Abhörsicherheit gefragt ist. Licht lasse sich viel besser begrenzen als Funk. Die Daten ließen sich nur direkt unter der Lampe empfangen. Von der Seite können die Lichtmodulationen praktisch nicht abgehört werden. Einfaches Reispapier vor dem Fenster reiche aus, damit die Lichtmodulationen von außen nicht mehr erkennbar seien.