Optisches WLAN – Internet aus der Deckenlampe

Die Deckenbeleuchtung setzt nicht nur Räume ins richtige Licht, sondern bringt auch Filme in HD-Qualität und andere Daten verlustfrei, schnell und sicher auf Smartphone oder Laptop. Visible Light Communication, kurz VLC, macht es möglich: Mit nur wenigen Zusatzbauteilen verwandeln sich normale LEDs in ein optisches WLAN. Massgebend entwickelt hat diese Technologie das Fraunhofer HHI in Berlin.

LEDs können nicht nur Licht übertragen, sondern auch Daten. Was lange eine Zukunftsvision war, rückt dank einer am Fraunhofer Heinrich-Heine-Institut neuentwickelten Übertragungstechnologie immer mehr in greifbare Nähe. Licht aus der Deckenlampe bringt grosse Datenmengen schnell und sicher auf mobile Endgeräte wie das Smartphone oder den Laptop.

Mit nur wenigen Zusatzbauteilen verwandeln sich normale LEDs in ein optisches WLAN. Eine neue breitbandige Übertragungstechnik, genannt Visible Light Communication oder kurz VLC, macht es möglich. Eine bidirektionale Übertragung ist ebenfalls möglich, indem man für den Rückkanal Infrarot-LEDs einsetzt.

Mit der Datenübertragung via LED ist störungsfreies Surfen möglich

Das Daten transportierende LED-Weisslicht kann zukünftig überall dort zum Einsatz kommen, wo die Funkübertragung nicht möglich oder unerwünscht ist. Krankenhäuser etwa vermeiden Funknetze möglichst, dennoch müssen hohe Datenraten verlustfrei und unkomprimiert übertragen werden. Wenn ein Teil der Kommunikation über die OP-Lampe läuft, lassen sich drahtlos OP-Roboter steuern oder Röntgenbilder übermitteln.

In Flugzeugen – ebenfalls eine «No-go Area» für Funknetze – könnte jeder Passagier sein eigenes Unterhaltungs-Programm auf seinem Sitzdisplay sehen. Durch die drahtlose optische Übertragung würden die Flugzeughersteller gleichzeitig Kilometer an Kabeln sparen. Ein weiterer möglicher Einsatzort sind Fabrikhallen. Auch hier stören Funknetze oft die Abläufe, oder starke elektromagnetische Felder beeinträchtigen die Funkübertragung.

Vorteile der Visible Light Communication

LED-basierte Beleuchtung und Infrastruktur wird für die Datenübertragung mit genutzt. LEDs gelten als Beleuchtungstechnik der Zukunft – sie sind energieeffizient und robust. Der Empfang von Videos in HD-Qualität erfolgt verlustfrei, schnell und sicher auf Smartphone oder Laptop. Die Datenübertragung ist drahtlos, bidirektional, abhörsicher und verursacht keinen Elektrosmog.

Technischer Hintergrund

Die Weisslicht-LEDs werden mit Hilfe eines Modulators so schnell ein- und ausgeschaltet, dass es vom menschlichen Auge nicht wahrgenommen werden kann. Eine Photodiode fängt das Licht von der LED-Leuchte innerhalb einer Entfernung von fünf Metern auf und wandelt die Lichtsignale in elektrische Impulse um. Die Forscher im Fraunhofer HHI arbeiten daran, die Technologie in Richtung höherer Bitraten weiterzuentwickeln. Im Labor erreichten die Forscher bereits eine Datenrate von 800 Megabit pro Sekunde (Mbit/s).

Kompetenzen des Fraunhofer Heinrich-Hertz-Instituts

Die Abteilung Photonic Networks and Systems des Fraunhofer HHI verfügt über mehrjährige Erfahrung im Bereich Breitbandige Optische Drahtlose Zugangsnetze (Broadband Optical Wireless Access). Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten der Forscher richten sich auf physikalisch-technische Fragestellungen der Informationsübertragung und auf den Medienzugang einschliesslich der zugehörigen Protokolle, also auf das Zusammenwirken von Transport- und Protokollebene.

Visible Light Communication hat das Fraunhofer HHI unter der Projektleiteung von Klaus Dieter Langer gemeinsam mit den Industriepartnern Siemens und France Telecom Orange Labs im EU-Projekt «Omega» entwickelt.

Weitere Informationen finden Sie unter www.hhi.fraunhofer.de

Text und Fotos: Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut, Berlin