Vor 13 Jahren stellte der Telekommunikationsforscher Harald Haas eine neue WLAN-Technologie vor, die mittels Licht eine drahtlose Internetverbindung ermöglicht. Inzwischen ist die Technologie kurz davor, marktfähig zu werden und könnte sowohl in Büros als auch Wohnzimmern das Internet revolutionieren.
Die Idee der Datenübertragung mittels Licht
Vor etwa 13 Jahren gründete der Telekommunikationsforscher Harald Haas sein Unternehmen D-Light mit dem Vorhaben, die Forschung zur Datenübertragung mittels Lichtsignal voranzutreiben.
In einem damaligen Ted-Talk hatte er zuvor das Konzept von Li-Fi angesprochen, einer Möglichkeit zur kabellosen Datenübertragung, die sowohl sichtbares als auch unsichtbares Licht nutzt.
Technologie hat sich infolge des neuen Standards verbessert
Seitdem hat sich die Technologie gemausert. Während erste Versuche mit einer Bandbreite von 100 Mbit/s stattfanden, ist man heutzutage bei einer Transferrate von einem Gigabit angekommen. Hilfreich gewesen sei vor allem ein einheitlicher Standard, der erst im vergangenen Jahr verabschiedet worden ist und den sich der Forscher bei seiner Entwicklung zunutze gemacht hat.
Innerhalb des Standards (der unter der Bezeichnung 802.11bb zusammengefasst wurde) ist festgelegt, dass Li-Fi-Geräte gewisse Definitionen und Vorgaben erfüllen müssen und somit eine höhere Kompatibilität untereinander aufweisen. Als Standard wurde hierbei eine Datenübertragung per Licht definiert, die sich im Nahinfrarotspektrum befindet und dabei Wellenlängen zwischen 800 und 1.000 Nanometer nutzt.
Der neue Standard entstammt der IEEE Light Communications Task Group, die seit 2018 an dem Konzept arbeitet und an der sowohl das Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut sowie pure Lifi einen erheblichen Beitrag leisteten.
Die Technologie ist nicht nur in Bezug auf das Internet von Interesse. Daneben zeigen auch zahlreiche Elektronikhersteller und Mobilfunkanbieter Begeisterung für die Wandlung. Doch das ist noch nicht alles. pure Lifi arbeitet bereits an einer Weiterentwicklung, mit der zukünftig Geräte auf den Markt gelangen, die eine Übertragungsrate von bis zu 9,6 Gigabit pro Sekunde gewährleisten sollen.
Alternative Linxc Bridge brachte Fortschritt mit sich
Das Unternehmen von Haas arbeitet mit weiteren Firmen zusammen, um die Integration von Li-Fi in den unterschiedlichsten Lebensbereichen zu ermöglichen. Solace Systems ist eines davon, mit dem Haas gemeinsam die Linxc Bridge entwickelt hat und die aktuell auch noch immer getestet wird.
Sie nutzt ein 5G-Modem, welches als Router fungiert und an der Außenseite des Fensters angebracht ist. Zur Datenübertragung verbindet dieser sich mit einem im Zimmer aufgestellten Li-Fi-Gerät. Dieses wiederum ist dazu in der Lage, sich mit weiteren Li-Fi-Geräten zu verbinden und somit eine gute Datenübertragungsrate zu ermöglichen.
Bislang gab es bei solchen Vorhaben stets das Problem, dass in manchen Fenstern eine Metallbeschichtung angewandt wird und somit der Millimeterwellenbereich des 5G blockiert wurde. Die Linxc Bridge hingegen nutzt jedoch eine andere Frequenz, bei der dieses Problem keinerlei Rolle spielt.
Um die Funktionen der Linxc Bridge zu demonstrieren, stellten die Unternehmen das Gerät auf einer Messe auf. Der Access Point befand sich am eigenen Stand, ein anderer war etwa 15 Meter davon entfernt. Anschließend wurde ein Speedtest unternommen, bei dem eine Übertragungsbandbreite von etwa einem Gigabit pro Sekunde ermittelt werden konnte. Daneben probierte man das System auch an einem PC aus, um die Stabilität und Latenz zu überprüfen. Letztere betrug bei dem Versuch, ein Multiplayer-Rennspiel zu spielen, weniger als zehn Millisekunden.
Systeme für Büro, Wohnung und Mobilfunk in Arbeit
Neben der Verwendung an der Außenwand gibt es jedoch noch weitere Konzepte, die das Unternehmen entwickelt und auch auf der Messe vorstellte. Mit dazu gehören zum Beispiel sogenannte Li-Fi Downlighter und der Li-Fi Cube, die sich entweder an der Decke montieren lassen oder frei im Raum aufstellbar sind. Auf diesem Weg möchte Haas Möglichkeiten entwickeln, die auch Nutzer zu Hause oder im Büro verwenden können.
Außerdem arbeite man an Optionen für den Mobilfunkbereich, die sich in Smartphones, Laptops und anderen Lösungen als nützlich erweisen. Sie könnten zum Beispiel ein Modul nutzen, das lediglich eine Größe von wenigen Kubikmetern aufweist und mit einem modifizierten Photovoltaikpanel arbeitet.
Technologie besitzt noch ein paar Fehler
Das heutige WLAN besitzt die Fähigkeit, auch durch Wände empfangbar zu sein. Dies ist bei Li-Fi bislang noch nicht gegeben. So benötigen die einzelnen Access Points stets Sichtkontakt, um eine Datenübertragung zu ermöglichen. Zwar sei es auch möglich, das Signal per Reflexion zu verbreiten, doch würden sich hierbei noch Einbußen in Bezug auf die Verbindungsqualität bemerkbar machen.
Worüber sich Nutzer allerdings keine Sorgen machen müssten, sei das Sonnenlicht. So ist das System mit Modulationen ausgestattet, die sich der jeweiligen Situation anpassen können und auch bei geringem oder fehlendem Lichteinfall eine schnelle und stabile Verbindung bieten.
Was zunächst wie ein Nachteil wirkt, hat jedoch einen eigenen Vorteil. Denn durch die Notwendigkeit des direkten Sichtkontakts ist ein privates Drahtlosnetzwerk umzusetzen. Ein Zugriff von außen ist nicht möglich. Haas berichtet, dass das System aufgrund dieser Eigenschaft beispielsweise schon längere Zeit im Militär eingesetzt wird.
Wann kommt Li-Fi für den Privatnutzer auf den Markt?
Im Augenblick erwartet Haas, dass die Technologie binnen der nächsten zwei Jahre auf den Markt gelangen könnte. Man wäre bereits so weit, es müssen nur noch die Hersteller nachziehen.
Ob Li-Fi für das gewöhnliche WLAN zur Konkurrenz wird, bezweifelt der Forscher. Li-Fi sei eher als Ergänzung oder Erweiterung des klassischen WLANs zu verstehen. In manchen Situationen sei Li-Fi jedoch eine gute Alternative, beispielsweise in Häusern, in denen viele Parteien wohnen. Das klassische WLAN produziere in diesen häufig Interferenzen, die sich innerhalb des 2,4 GHz-Band bewegen und bei der es oftmals zur Überlappung mehrerer Netzwerke kommt. Eine Isolierung der Wände ist dank Li-Fi dann nicht mehr erforderlich.
Quellen: pure Lifi, Fraunhofer Institut, Ted
