Optische drahtlose Kommunikation

Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme

Optische drahtlose Datenübertragung zwischen Mobilgerät und PC/Laptop.

Eine Alternative zu etablierten kabelgebundenen Lösungen wie USB, Gigabit-Ethernet, HDMI oder Thunderbolt besteht darin, Licht im sichtbaren oder infraroten Bereich als drahtloses Übertragungsmedium einzusetzen. Die optische drahtlose Kommunikation nutzt Bandbreiten von mehreren Gigabit pro Sekunde und hat das Potenzial, gegenüber verfügbaren drahtlosen Lösungen bis zu hundertmal schneller und mit vernachlässigbaren Bitfehlerraten (10-9 pro Sekunde) Daten zu übertragen. 

Das Fraunhofer IPMS entwickelt seit vielen Jahren Kommunikationskomponenten, Prototypen und Referenzdesigns für die optische drahtlose Kommunikation. Es bietet standardisierte und proprietäre Lösungen für drahtlose Infrarotkommunikation, Visible Light Communication (VLC) und Li-Fi. Diese können in den verschiedensten Anwendungsszenarien eingesetzt werden. Die Eigenschaften reichen von sehr kurzen bis mittleren Reichweiten und Geschwindigkeiten von wenigen Kilobit pro Sekunde bis zu mehreren Gigabit pro Sekunde. Das R&D Spektrum umfasst Simulationen, Optiken, diskrete und integrierte Elektronik sowie Software um so Lösungen für zukunftsfähige drahtlose Lösungen wie Docking, Beaming, HotSpots und Broadcasting anbieten zu können. Das Fraunhofer IPMS ist Mitglied der Infrared Data Association (IrDA) und leitet die 10 Giga-IR Special Interest Group. Zusätzlich hat das Fraunhofer IPMS das Li-Fi Consortium zusammen mit weiteren internationalen Industriepartnern gegründet.

Aktuelle Forschungsthemen

Steckerlose Dockingstation

Das treiberlose Sende-/Empfangsmodul vereint einen optischen Transceiver und einen Protokoll-Controller mit einer High-Speed USB-Schnittstelle (z.B. USB 3.1). Der Nutzer kann so ohne zusätzliche App alle USB-fähigen Geräte über einen GigaIR-Adapter miteinander verbinden und Daten drahtlos mit hoher Geschwindigkeit austauschen. Zusätzlich ist im GigaIR-Adapter ein Modul
zur drahtlosen Energieübertragung integriert.


Drahtlose Datenlinks

Kundenspezifische Lösungen erlauben eine angepasste Integration von effizienten drahtlosen Datenlinks in verschiedenartige Systeme. Das Fraunhofer IPMS entwickelt angepasste optisch drahtlose Kommunikationsmodule. Diese unterstützen Datenraten von wenigen Kilobit pro Sekunde bis zu mehreren Gigabit pro Sekunde bei kurzen bis mittleren Reichweiten. Dadurch kann praktisch jedes kabelgebundene Interface durch einen robusten optisch-drahtlosen Datenlink ersetzt werden.

Lösungen für drahtlose Infrarotkommunikation, LiFi und VLC

Hardware

  • Datenraten: 9.6kbps – 10Gbps, halb/vollduplex
  • Reichweite: bis 30m
  • Applikationsspezifische Transceiver
  • PHY, Framer  Lösungen (für FPGA und ASIC)
  • IrDA Controller (SIR, MIR, FIR, VFIR, UFIR, Giga-IR)

Software

  • Software Stacks für 8-, 16-, 32-bit Prozessoren (8051, MSP430, ARM, XScale, …)
  • Device-Driver Entwicklung

Systeme

  • Kabelersatz für z. B. USB, HDMI, Ethernet
  • Evaluation-Kits für GigaIR und verschiedene kabelgebundene Schnittstellen

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