Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme
Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme

Li-Fi GigaCoupler

Hochgeschwindigkeits-Kurzstrecken-Optokoppler

Li-Fi GigaCoupler

GigaCoupler-Evaluierungskit mit einstellbarem Abstand
GigaCoupler-Evaluation-Kit mit einstellbarem Abstand

Der GigaCoupler ist ein Optokoppler der nächsten Generation. Optokoppler, auch Optoisolatoren genannt, sind elektronische Bauteile, die elektrische Signale mithilfe von Lichtwellen übertragen und so eine elektrische Trennung zwischen verschiedenen Bereichen eines Stromkreises gewährleisten. Sie bestehen aus einer Leuchtdiode (LED) und einem lichtempfindlichen Bauteil wie einer Photodiode, einem Phototransistor oder einem Photomultiplier, die zusammen in einem Gehäuse untergebracht sind.

Wir entwickeln einen Hochgeschwindigkeits-, Echtzeit- und vielseitigen Optokoppler.

Spezifikationen:

  • Datenraten: 20 Mbit/s bis 1 Gbit/s, 5 Gbit/s, potenziell bis 10 Gbit/s
  • Bidirektional, Vollduplex
  • Echtzeitkommunikation
  • Hohe Isolationsspannung: abhängig vom Abstand, >>100 kV möglich
  • Reichweite: 10 mm … 100 mm, Rotation: 360°
  • Kleine Baugröße: 5 mm × 5 mm
  • Positions-Toleranz: ca. ±2 mm bei 25 mm Reichweite (bei 1 Gbit/s Datenrate)
  • SMD-lötbar
  • Elektrische Schnittstelle: Single-Ended oder Differenziell, CML-/LVDS-ähnlich
  • Versorgungsspannung: 3,3 V oder 2,5 V
  • Niedrigstrom-Modi: automatische RX- & manuelle TX-Abschaltung
  • Laser Klasse 1
  • Mehrere patentierte Technologien

Schematic of the Fraunhofer IPMS GigaCoupler
Schaltplan des Fraunhofer IPMS GigaCoupler
Applications for the Fraunhofer IPMS GigaCoupler
Anwendungen für den Fraunhofer IPMS GigaCoupler

Potenzielle Anwendungen

  • Hochgeschwindigkeits-Digital-Schnittstellen für Mess- und Steuergeräte
    • Isolierte A/D- oder D/A-Wandlung
    • Zum Beispiel: Leistungsmessgeräte, aktive Sonden
  • Fabriknetzwerke
    • Digitale Feldbus-Isolation: ProfiNET, EtherCAT, POWERLINK, Modbus, SERCOS, CC-Link, DeviceNet, Profibus
    • Schnittstellen-Isolation für speicherprogrammierbare Steuerungen (PLC) und automatisierte Prüfsysteme (ATE)
  • Computer-Peripherie- und Mikroprozessorsystem-Schnittstellen
    • Hochgeschwindigkeits-Digital-Ein-/Ausgänge
  • Stromversorgungen
    • Rückkopplungskontrolle in digitalen Hochspannungs-Netzteilen
    • Beseitigung von Masseschleifen

Anwendungen für den Li-Fi GigaCoupler

In Umgebungen, in denen herkömmliche drahtlose Technologien an ihre Grenzen stoßen, bieten unsere Li-Fi (Light Fidelity) Lösungen eine sichere, störungsfreie und ultraschnelle Datenkommunikation mittels Licht. Unsere Systeme ermöglichen nahtlose Konnektivität selbst unter den anspruchsvollsten Bedingungen.

Intelligentes Stromnetz

Der GigaCoupler bietet sichere, hochgeschwindige optische Isolation für Smart-Grid-Systeme und Echtzeit-Steuerung bis 10 Gbit/s. Hohe Spannungsisolierung und EMI-Festigkeit machen ihn ideal für Umspannwerke, erneuerbare Energien und verteilte Energiequellen.

Datenkommunikation

Der GigaCoupler ermöglicht Vollduplex-Optik-Datenübertragung mit bis zu 10 Gbit/s und hoher elektrischer Isolation. Für kritische Netzwerke und Hochgeschwindigkeits-Digitalkommunikation entwickelt, sorgt er für stabile, störungsfreie Verbindungen in Industrie- und Unternehmensumgebungen.

Mikrocontroller-Schnittstelle

Der GigaCoupler ermöglicht schnelle, isolierte Kommunikation zwischen Mikrocontrollern und Peripherie bis 10 Gbit/s und schützt vor Spannungstransienten. Er ersetzt sperrige galvanische Isolierungen durch eine kompakte, hochgeschwindige optische Verbindung.

Audioequipment

Der GigaCoupler gewährleistet störungsfreie optische Audioübertragung mit bis zu 10 Gbit/s für hochauflösendes Digital-Audio. Er beseitigt Masseschleifen und Störungen und ist ideal für professionelle Audiosysteme, Rundfunktechnik und High-Fidelity-Heimaudio.

Messgeräte

Der GigaCoupler ermöglicht störungsfreie Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung für Messgeräte und gewährleistet präzise Messwerte selbst unter anspruchsvollen Bedingungen. Die optische Verbindung bietet sichere Hochspannungs-Isolation für Oszilloskope, Sensoren und industrielle Prüfeinrichtungen.

Motorsteuerung

Der GigaCoupler liefert latenzarme optische Motorsteuerungssignale mit vollständiger elektrischer Isolation, reduziert EMI und erhöht die Zuverlässigkeit in Industrieautomation, Robotik und Servoantrieben. Er unterstützt sowohl präzise Positionierung als auch Anwendungen mit hohem Drehmoment.

Telekommunikation

Der GigaCoupler ermöglicht sichere Hochgeschwindigkeits-Optikkommunikation bis 10 Gbit/s für Telekommunikationsnetze, Basisstationen und optische Backhaul-Systeme. Das robuste Design garantiert Leistung in hochstörungsanfälligen RF-Bereichen und über weite Temperaturbereiche hinweg.

Automotive

Der GigaCoupler unterstützt isolierte Hochgeschwindigkeits-Fahrzeugnetzwerke für Echtzeitkommunikation in fortschrittlichen Fahrerassistenzsystemen (ADAS) und der Steuerung von Elektrofahrzeugen. Seine kompakte Bauweise und hohe Störfestigkeit machen ihn geeignet für moderne Automobilelektronik und EV-Stromversorgungssysteme.

Erfahren Sie mehr über unsere umfassenden Li-Fi-Lösungen

 

Li-Fi GigaDock®

Hochleistungsfähige Echtzeit-Kurzstrecken-Datenverbindung

 

  • Reichweite: mm – cm
  • Datenrate: bis zu 10 Gbit/s
  • Topologie: Punkt-zu-Punkt
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Li-Fi GigaCoupler

Hochgeschwindigkeits-Optokoppler mit kurzer Reichweite

 

  • Reichweite: mm – 10 cm
  • Datenrate: bis zu 10 Gbit/s
  • Topologie: Punkt-zu-Punkt
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Li-Fi Grathus®

Hochleistungsfähige Echtzeit-Datenverbindung

 

  • Reichweite: cm – 200 m
  • Datenrate: >1 Gbit/s
  • Topologie: Punkt-zu-Punkt
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Li-Fi GigaSpot

Robuste, vielseitige Datenverbindung

 

  • Reichweite: cm – 30 m
  • Datenrate: bis zu 1 Gbit/s
  • Topologie: Punkt-zu-Punkt, Punkt-zu-Mehrpunkt
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Li-Fi Arthus

Kostengünstige Echtzeit-Datenverbindung

 

  • Reichweite: cm – m
  • Datenrate: 10 und 100 Mbit/s
  • Topologie: Punkt-zu-Punkt
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Li-Fi TinySpot

Datenverbindung mit extrem geringem Stromverbrauch

 

  • Reichweite: mm – 2 m
  • Datenrate: bis zu 20 Mbit/s
  • Topologie: Punkt-zu-Punkt
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Li-Fi Pharlan®

Richtungsabhängige Hochleistungs-Datenverbindung

 

  • Reichweite: bis zu 300 m
  • Datenrate: ≥1 Gbit/s
  • Topologie: Punkt-zu-Punkt
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Li-Fi Ligion®

Kontaktlose, außeraxiale Drehdatenverbindung

 

  • Reichweite: bis zu mehreren cm
  • Datenrate: mehrere Gbit/s
  • Topologie: Punkt-zu-Punkt
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Li-Fi PoL

Stromversorgung und Datenübertragung über eine Verbindung

 

  • Reichweite: bis zu 1 m
  • Datenrate: bis zu 10 Mbit/s
  • Topologie: Punkt-zu-Punkt
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Unterwasser-Technologien

Hochleistungsfähige Unterwasserverbindung

 

  • Reichweite: bis zu 100 m
  • Datenrate: bis zu 1 Gbit/s
  • Topologie: Punkt-zu-Mehrpunkt
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