Kommunikation : Fraunhofer erforscht LiFi in der Produktion

Vor einigen Jahren sprachen Vertreter vom Automatisierer Eaton auf der SPS IPC Drives erstmals über die Möglichkeiten von LiFi. in einem Nebensatz erwähnte Ram Ramakrishnan, CTO von Eaton, damals eine Technologie, die vieles in der Fabrik erleichtern könnte. Mittels LED könne der Anwender künftig wohl die Kommunikation in der Fabrik steuern, denn durch das schnelle Ein- und Ausschalten könnten Daten übertragen werden.

Jetzt wollen Fraunhofer-Forscher mehr Informationen zur Technologie sammeln. Denn WiFi und Bluetooth bieten nur eine begrenzte Bandbreite. Im häuslichen Umfeld ist das kein Problem, da es eine beherrschbare Anzahl an Geräten gibt. In einer Produktion sind dagegen schnell über hundert Sensoren, Aktoren und weitere Systeme miteinader zu vernetzen. Ab 15 Geräten kann das in praktischen Aufbauten zu Problemen führen, da sich die Teilnehmer gegenseitig stören. Darüber hinaus gibt es im funkbasierten LAN erhebliche Abdeckungsprobleme – denkt man an Wände, Störsignale, Maschinen und metallische Gegenstände. Diese können zu einer unzuverlässigen Kommunikation führen.

Die Lösung: Die Forscher bedienen sich des Spektrums des Lichts. Es ist rund 4800 mal größer als das gesamte zur Verfügung stehende Funkspektrum. Die Technologie ist in ihren Grundzügen bekannt – jeder kennt die heimische Fernbedienung deren Signal auf den Sensor am Fernseher trifft und somit umschaltet. In Lemgo arbeitet man nun daran, diese Technologie in die Industrie zu übertragen. Die Herausforderung bei der Umsetzung von Kommunikation mit Licht besteht darin, ein System aufzubauen, dass auch bei Störungen zuverlässig funktioniert. Es ergeben sich Fragen, beispielsweise ob sich ein Netzwerkteilnehmer in einen abgeschatteten Bereich hinein bewegt oder ob es andere starke Lichtquellen gibt.

Die Lifi-Technologie wurde erstmals von Professor Harald Haas von der Universität Edinburgh beschrieben und präsentiert. Während seines Vortrags im Jahr 2011 nutzte er eine LED-Glühbirne zur Übertragung von HD-Videos, so der Technologiemythos in mehreren Blogs. Seine Firma, pureVLC, hat LiFi-Verbindungen veröffentlichte ebenso Anwendungen, die keine Sichtverbindung zwischen Sender und Empfänger erfordern und damit für viele industrielle Internetanwendungen spannend sind. Andere Start-ups wie Oledcomm experimentieren mit Möglichkeiten, Daten über Lichtnetze in Museen, Einkaufszentren und Flughäfen zu übertragen, um neue Einnahmequellen zu erschließen. Auch die Geschwindigkeit der Datenübertragung wird immer besser. Vertreter des Fraunhofer Heinrich-Hertz-Instituts in Deutschland erklären, dass sie Daten mit 3 Gbps mit LED-Glühbirnen im Labor übertragen können. Britische Forscher des Engineering and Physical Sciences Research Council's Ultra-Parallel-Sichtlicht-Kommunikationsprojektes behaupten, dass Datenübertragungsgeschwindigkeiten von 10 Gbps möglich seien.

Das Ziel des deutschen Projekts: Überall dort, wo an Produktionsstandorten bereits Leuchtmittel eingesetzt werden (vorhandene Infrastruktur, kein zusätzlicher Energiebedarf) sollen diese auch zur Kommunikation genutzt werden können. Das kann der Arbeitsplatz eines eines Werksmitarbeiters / einer Werksmitarbeiterin sein oder auch die Kommunikation eines Roboters. Zunächst wollen die Lemgoer zu den Unternehmenspartnern gehen und die Herausforderungen wie Störlichter, Abschattungen, Geschwindigkeit bewegender Objekte, Hallengröße und vieles mehr, analysieren. Auf dieser Basis wird die Lösungstechnologie neu ausgelegt, das heißt, dass unterschiedliche Technologien ausgearbeitet werden, die auf die vorhandene Infrastruktur aufsetzen können.

Auch in den Nachbarländern forschen Unternehmen zur Kommunikation mit Licht. In Paris findet jährlich ein Kongress zu Lifi statt. Factory berichtete bereits vor einigen Monaten darüber.