Li-Fi, also die drahtlose Datenübertragung mit Licht bietet Kommunikation in Echtzeit für verschiedene Anwendungen. Auf der Electronica in München vom 13.-16. November 2018 stellen die Spezialisten des Fraunhofer IPMS die verschiedenen Li-Fi Technologien für unterschiedliche Echtzeitanforderungen der Fachöffentlichkeit vor.
Dresden, 5.11.2018.
Daten, Daten und noch mehr Daten. Neben industriellen Anwendungen – häufig unter den Schlagworten Industrie 4.0, Smart Factory und IoT zu finden- spielen immer mehr gesellschaftliche Veränderungen eine Rolle. Schon heute leben mehr als 50 % der Weltbevölkerung in Städten. Um den Verkehrskollaps zu vermeiden brauchen die Smart Cities von morgen neue Verkehrskonzepte, die auf der Vernetzung verschiedener Transportmöglichkeiten untereinander basieren. Moderne Prozesse wie diese produzieren aber nicht nur immer mehr Daten, auch deren Übertragung in Echtzeit spielt in vielen Anwendungen eine Schlüsselrolle. Für die aktuellen drahtlosen funkbasierten Datenübertragungsverfahren ist das allerdings vor allem in Städten mit hoher Funkzellendichte eine Herausforderung. Li-Fi, 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.“
Das Fraunhofer IPMS entwickelt seit Jahren Li-Fi Technologien für die unterschiedlichsten Anwendungen und Echtzeitanforderungen. Neben dem Li-Fi GigaDock®, das im Hinblick auf die Übertragung auf kurze Strecken mit sehr hohen Datenraten (10 cm, bis 12,5 Gbit/s) und sehr geringen Latenzzeiten entwickelt wurde, werden auch sogenannte Li-Fi HotSpot-Module entwickelt. Diese zeichnen sich eher durch lange Übertragungsstrecken bis zu 30 Metern und größere Abdeckungsbereiche aus. „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 HotSpots kompatibel zur Klasse A, des offenen Industrial Ethernet Standards Profinet sind und eine stabile und fehlerfreie Datenübertragung gewährleisten.“
Interessierte können sich auf der Electronica 2018 in München mit den Li-Fi Experten in Halle 5 am Stand 426 über die Li-Fi Technologie und Echtzeitanforderungen austauschen. Auf dem parallel stattfindenden Wireless Congress hält Rene Kirrbach (Fraunhofer IPMS) am 14. November einen Vortrag zum Thema Echtzeitanforderungen und Li-Fi Technologie. Herr Dr. Noack hält am gleichen Tag außerdem ein Tutorial zum Thema Li-Fi in der industriellen Datenübertragung, ebenfalls auf dem Wireless Congress. Auch Besucher der zwei Wochen später stattfindenden Messe SPS ipc in Nürnberg haben die Gelegenheit sich zur Li-Fi Technologie mit den Wissenschaftlern auszutauschen.
Das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS mit seinen 300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern steht für angewandte Forschung und Entwicklung in den Bereichen Photonische Mikrosysteme, Mikrosystemtechnologien, Nanoelektronische Technologien und Drahtlose Mikrosysteme. Die Hälfte unseres jährlichen Forschungsbudgets von 30 Millionen Euro wird durch Aufträge aus der privaten Wirtschaft finanziert. Wir bieten Komplettlösungen vom Konzept über das Bauelement bis zum kompletten System. Dies schließt Muster- und Pilotfertigung im eigenen 1500 m² (15 000 ft²) Reinraum (Klasse 4 nach ISO 14644-1) mit qualifizierten Prozessen ein. Um den Erwartungen unserer Kunden zu genügen, ist unser Haus für Forschung, Entwicklung und Fertigung, den entsprechenden Halbleiter- und Mikrosystemprozessen, integrierte Aktorik / Sensorik und Beratung von der DEKRA nach der Norm DIN EN 9001:2008 zertifiziert.
Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme