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Große Datenmengen mit Licht und in Echtzeit übertragen

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Mit Licht lassen sich drahtlos große Datenmengen übertragen und sogar in Echtzeit übermitteln. Forscher des Fraunhofer IPMS zeigen verschiedene Li-Fi-Techniken und ihre Echtzeitfähigkeiten.

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Das Fraunhofer IPMS hat verschiedene Techniken entwickelt, um Daten drahtlos per Licht zu übertragen. Anforderungen an Echtzeit spielen ebenfalls eine wichtige Rolle.
Das Fraunhofer IPMS hat verschiedene Techniken entwickelt, um Daten drahtlos per Licht zu übertragen. Anforderungen an Echtzeit spielen ebenfalls eine wichtige Rolle.
(Bild: Fraunhofer IPMS)

Die Drahtlose Datenübertragung mit dem Medium Licht (Li-Fi) bietet Kommunikation in Echtzeit für verschiedene Anwendungen. Egal ob in der Industrie oder in einer Smart City: Moderne Prozesse erzeugen riesige Mengen an Daten, deren Übertragung in Echtzeit eine Schlüsselrolle spielt.

Für die aktuellen drahtlosen funkbasierten Datenübertragungsverfahren ist das allerdings vor allem in Städten mit hoher Funkzellendichte problematisch. Die optische drahtlose Datenübertragung soll eine interferenzfreie, schnelle und sichere Alternative sein, um die bestehenden und zukünftigen Funknetze zu entlasten. Doch wie sieht es da mit der Echtzeitübertragung aus?

Dr. Alexander Noack, Gruppenleiter Optische Systeme am Fraunhofer IPMS erläutert: „Wenn wir im Alltag von Echtzeit sprechen, meinen wir oft die Datenübertragung ohne zeitliche Verzögerung. In der Realität allerdings gibt es immer Verzögerungen, die auch Latenzen genannt werden. Je nach Anwendung werden unterschiedliche Verzögerungszeiten toleriert. Wir haben unsere Li-Fi-Module nun den unterschiedlichen Anforderungen zugeordnet, um Systementwicklern die Auswahl der richtigen Technologie zu erleichtern.“

Li-Fi-Technik und wozu sie sich eignet

Das Fraunhofer IPMS entwickelt seit Jahren Li-Fi-Techniken für ganz unterschiedliche Anwendungen und Echtzeitanforderungen. Neben dem Li-Fi GigaDock, das im Hinblick auf die Übertragung auf kurze Strecken mit sehr hohen Datenraten – bei 10 cm sind das bis 12,5 GBit/s – und sehr geringen Latenzzeiten entwickelt wurde, werden auch sogenannte Li-Fi-Hot-Spot-Module entwickelt. Diese eignen sich für lange Übertragungsstrecken auf Strecken bis zu 30 Metern und decken damit größere Abdeckungsbereiche ab.

„Echtzeitanforderungen können aber auch mit diesen Modulen erreicht werden“, erläutert Dr. Noack. „Messungen in einem Multipunkt-zu-Multipunkt-Szenario haben gezeigt, dass bei einer Datenrate von 549 MBit/s Latenzen von weniger als 800 μs erreicht werden können. Typische Anwendungen mit solchen Latenzanforderungen sind der Stream von Video- und Audiodateien sowie Virtual- und Augmented-Reality-Anwendungen oder die Maschine-zu-Maschine-Kommunikation.

Messungen in einer Profinet-Testumgebung zeigten, dass die Li-Fi-Hot-Spots kompatibel zur Klasse A, des offenen Industrial Ethernet Standards Profinet sind und eine stabile und fehlerfreie Datenübertragung gewährleisten.“

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