Per Straßenlaterne ins Licht-Internet einwählenEinfach 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