Internet über Licht rückt Richtung Serienreife

Seit Jahrzehnten arbeiten Forschenden am drahtlosen Internet übers Licht. Im europäischen Projekt Eliot wurde nun die Technologie für einen breiten Markt weiterentwickelt.

Die Idee klingt super: Einfach die Deckenbeleuchtung austauschen, und schon läuft das Internet. Seit mehr als 40 Jahren beschäftigen sich Forschende weltweit mit dieser Thematik. Nun könnte der Markteintritt von Light Fidelity, kurz LiFi, in greifbare Nähe rücken. Zumindest im industriellen Bereich, wo es bereits vereinzelt eingesetzt wird.

Worum geht es dabei? Über eine Leitung wird das Internetsignal an ein LED-basiertes Leuchtmittel übertragen. Dies kann über Netzwerkkabel stattfinden, die Stromleitung via Powerline Communication oder über Power over Ethernet. Dabei überträgt ein Netzwerkkabel sowohl den Strom als auch die Daten.

LiFi: Daten werden in ein künstliches Rauschen versetzt

Die Daten werden digital als binärer Code übertragen (Strom fließt, Strom fließt nicht). „Anhand der Daten wird das Signal in eine komplexe Wellenform transformiert. Vereinfacht gesagt, werden die Daten in ein künstliches Rauschen verwandelt“, erklärt Volker Jungnickel, Gruppenleiter in der Abteilung „Photonische Netze“ am Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut (HHI). Wie er weiter ausführt, wandelt ein Halbleiter in dem Leuchtmittel den Strom dann in eine sehr schnelle Modulation des Lichts um und man überträgt das optische Signal über die Luft zu dem Endgerät. „Am Empfänger wird das modulierte Licht von einem Fotoempfänger in Strom gewandelt, und dieses Signal dann wieder in den gesendeten, binären Datenstrom zurücktransformiert.“

Internet aus der Deckenlampe

Dieser Vorgang ist so schnell, dass er für das menschliche Auge unsichtbar ist. Das Endgerät, z. B. der Laptop, empfängt das Signal über ein zigarettenschachtelgroßes Modul, das über USB mit dem Gerät verbunden ist. Da LiFi im optischen Spektrum arbeitet, kann es in Kombination mit anderen Funktechnologien wie WLAN genutzt werden. Verschiedene Projekte zeigen, wie das gehen kann.

Das Signal kann nur in dem Lichtkegel zwischen Endgerät und Leuchtmittel empfangen werden, weshalb kleine, abgegrenzte Kommunikationszellen mit hohen Datenraten definiert werden können. In der Praxis, wie in einem mit LiFi ausgestatteten Klassenzimmer einer Berufsschule in Gelnhausen im Main-Kinzig-Kreis, lagen sie im Durchschnitt bei etwa 500 Mbit/s. Das Projekt hat das HHI in Kooperation mit dem Main-Kinzig-Kreis realisiert. Dazu wurden im März 2021 zehn LiFi-Zugänge in dem Klassenraum installiert.

Dieser Film zeigt, wie das Projekt in der Gelnhäusener Berufsschule umgesetzt wurde:

Die Forschenden setzten hier auf infrarotes Licht. Es ist für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar und lässt sich unabhängig von anderen Lichtfarben und der sonstigen Beleuchtung schalten. So muss die Deckenbeleuchtung nicht ständig brennen. Die Erfahrungen sollen genutzt werden, um die Technologie weiter zu verbessern. Auch beim Eliot-Projekt kommt infrarotes Licht zum Einsatz.

Das Projekt Eliot