Image: Hell und schnellFERCHAUFERCHAUEinfach ins Internet per Licht-WLAN: Die Straßenlaterne macht’s möglich. | IS_ImageSource
TrendLi-Fi – die Datenübertragung der Zukunft

Hell und schnell

Lesezeit ca.: 5 Minuten
Mirko Besch

Mirko Besch

freier Journalist

Die Datenüber­tra­gungs­ge­schwin­dig­keiten sind in den vergangenen Jahren immer schneller geworden. Angesichts des stetig steigenden Datenauf­kom­mens vor allem durch Filme und Videos ist aber auch das für viele schon längst wieder zu langsam. Eine recht neue Technologie könnte jedoch bald für wesentlich mehr Geschwin­dig­keit sorgen: Li-Fi, das Licht-WLAN.

04. Mai 2016

Light fidelity (kurz: Li-Fi) ist ein von Professor Harald Haas, einem deutschen Forscher von der schottischen Universität Edinburgh, geprägter Begriff für ein Verfahren der Visible Light Communica­tions (VLC), also der optischen Datenüber­tra­gung auf kurzen Distanzen. Im Vergleich zum funktech­nisch realisierten WLAN werden die Daten beim Li-Fi per Licht übermittelt – ähnlich wie bei einer normalen Fernbedie­nung, nur viel schneller. Zum Vergleich: Die Infrarot-LED einer Fernbedie­nung sendet Daten mit etwa 10 bis 20 Kilobit pro Sekunde, WLAN hat eine durchschnitt­liche Geschwin­dig­keit von 10 Megabit pro Sekunde, und Li-Fi übertrifft den WLAN-Wert in der Praxis sogar um das 100-fache und mehr.

Tests unter Realbedin­gungen

Das in Estland und Indien tätige Start-Up-Unternehmen Velmenni testet Li-Fi derzeit unter Realbedin­gungen in der estnischen Hauptstadt Tallinn und kam bisher auf ein Gigabit pro Sekunde. „In verschie­denen Branchen, in denen wir die VLC-Technologie nutzen können, führen wir ein paar Pilot-Projekte durch“, wird Velmenni-Chef Deepak Solanki im US-amerikani­schen Wirtschafts­nach­rich­ten­portal „International Business Times“ zitiert. „Aktuell haben wir eine intelligente Lichtlösung für eine industri­elle Umgebung geschaffen, in der die Datenüber­tra­gung über Licht erfolgt. Außerdem realisieren wir ein Pilot-Projekt mit einem Kunden, bei dem wir ein Li-Fi-Netzwerk installieren, um darüber einen Internet­zu­gang in dessen Büroräumen zu ermöglichen.“ Neben Velmenni bieten auch das französi­sche Unternehmen Oledcomm und das von Professor Haas mitgegrün­dete pureLiFi Geräte und Lösungen im Bereich der Li-Fi-Technologie an. Beide Unternehmen halten sich jedoch mit Aussagen über äußerst hohe Übertragungs­ge­schwin­dig­keiten zurück.

224 Gigabit pro Sekunde im Test

Dabei ist die Schnellig­keit doch eines der herausra­genden Merkmale von Li-Fi, und laut verschie­dener Tests ist mit Velmennis 1 Gigabit pro Sekunde auch noch lange nicht die mögliche Höchstge­schwin­dig­keit erreicht. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Photonische Mikrosys­teme IPMS aus Dresden realisieren mit dem von Ihnen entwickelten Li-Fi-System derzeit bereits Datenüber­tra­gungs­raten von bis zu 12,5 Gigabit pro Sekunde. „Wir stehen noch ganz am Anfang. Die Li-Fi-Technologie hat ein enormes Potential, die Datenüber­tra­gung der Zukunft zu werden. Wir wollen bald Datenraten von bis zu 40 Gigabit pro Sekunde erreichen“, erklärt Dr. Frank Deicke, Geschäfts­feld­leiter Wireless Microsys­tems am Fraunhofer IPMS. Aber offenbar geht es sogar noch wesentlich schneller: In einem Laborver­such an der University of Oxford (England) wurden mit Li-Fi bereits 224 Gigabit pro Sekunde erreicht.

Zahlreiche Vorteile gegenüber WLAN

Li-Fi besitzt gegenüber WLAN aber weitere Vorteile: Da es ohne Funkverbin­dung auskommt, ist das Licht-WLAN auch in sensiblen Bereichen wie in Krankenhäu­sern oder Flugzeugen einsetzbar, wo die Radiowellen Störungen verursachen können. Überhaupt sind Radiowellen teuer und begrenzt verfügbar. Letzteres könnte durch den immer weiter zunehmenden Datenfluss in Zukunft zu Kapazitäts­pro­blemen führen. Im Vergleich zum Spektrum der Radiowellen ist der Bereich des sichtbaren Lichts etwa 10.000-mal größer, besitzt also wesentlich mehr Kapazität. Li-Fi ist energiespa­render als Bluetooth und WLAN – ein Vorteil vor allem für mobile Geräte. Zudem kann die Lichtinten­sität während der Datenüber­tra­gung sogar so weit herunter­ge­dimmt werden, dass das Licht aus zu sein scheint. Und nicht zuletzt ist Li-Fi viel schwerer angreifbar als WLAN, da es nur über Sichtkon­takt funktioniert. Somit können sensible Daten nicht wie bei den Gigahert­z­wellen von Wi-Fi von außerhalb des Raumes abgegriffen werden. 

An der Wand ist Schluss

Dieser direkte optische Übertragungsweg, der für das Licht-WLAN benötigt wird, ist zugleich aber auch ein kleiner Nachteil der Technologie. Denn Li-Fi kann keine Daten durch Wände senden. Daher sind sich die meisten Experten einig, dass die neue Technologie WLAN nicht komplett ersetzen, sondern lediglich eine sinnvolle Ergänzung darstellen wird. Innerhalb von bestimmten Räumen könnte das Smartphone beispiels­weise automatisch von WLAN auf Li-Fi umschalten, um eine schnellere Übertragungs­ge­schwin­dig­keit zu erreichen. 

Professor Haas sieht das naturgemäß etwas anders, schließlich sollen künftig von jeder handelsüb­li­chen LED aus Daten übertragen werden können. Und Lichtquellen seien in der Regel in jedem Raum vorhanden. „Wir müssen lediglich in jede Lampe einen kleinen Mikrochip einsetzen. Dies würde zwei grundlegende Funktiona­li­täten kombinieren: Beleuchtung und drahtlose Datenüber­tra­gung“, sagte Haas bereits 2011 bei der Vorstellung der Li-Fi-Technologie auf der Innovati­ons­kon­fe­renz TEDGlobal.

Wie funktioniert’s?

Die Übermitt­lung der Daten erfolgt über das hochfrequente Ein- und Ausschalten von LED-Lampen. Dieses Flackern ist so ultraschnell, dass das menschliche Auge es nicht wahrnehmen kann. Die Lichtimpulse werden anschlie­ßend von Fotodioden am Empfänger­gerät aufgefangen und in elektrische Impulse umgewandelt. Und je nachdem, wie breit das Licht abgestrahlt wird, desto mehr Nutzer können die Datenüber­tra­gung parallel verwenden.

Mit seinem hohen, weltweit einheitli­chen Bandbrei­ten­spek­trum ist Li-Fi somit für alle Einsatzge­biete prädesti­niert, bei denen große Datenmengen schnell und kabellos von einem zum anderen Gerät übertragen werden müssen. Die künftigen Anwendungs­mög­lich­keiten sind vielfältig. So können uns LEDs in Zukunft im Supermarkt oder im Museum mit zusätzli­chen Informationen, zum Beispiel in Form von HD-Videos, versorgen. Oder wir gehen unterwegs bald über Li-Fi-Straßenla­ternen ins Internet. Aber natürlich lässt sich Li-Fi nicht nur im privaten Bereich nutzen. Im beginnenden Zeitalter von Industrie 4.0 dürften die hervorste­chenden Li-Fi-Merkmale wie die hohen Datenüber­tra­gungs­ge­schwin­dig­keiten, der geringe Energiever­brauch und die höhere Datensicher­heit vor allem auch für die Industrie von hohem Interesse sein. Hier könnten Li-Fi-Module beispiels­weise verschlei­ß­an­fäl­lige drahtgebun­dene Feldbussys­teme oder Hochfrequenz­steck­ver­bin­dungen ersetzen und bei über das Internet gesteuerten Produkti­ons­pro­zessen in Echtzeit auf Befehle oder bei Störungen reagieren. 

Experten sprechen von etwa drei Jahren, bis wir über LED-Lampen im Internet surfen können. Bis dahin müssen wir uns also noch mit geringeren Übertragungs­raten zufrieden geben.

Weitere Informationen:
Li-Fi-Konsortium
Rede von Professor Harald Haas auf der TEDGlobal 2015: Forget Wi-Fi. Meet the new Li-Fi Internet