Daten mit Licht auf den Weg bringen

Künftig können Daten mit an der Decke angebrachten LEDs übertragen werden.Bild: Fraunhofer HHI

Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut HHI in Berlin haben eine neue Übertragungstechnik per Licht für Videodateien entwickelt.

BERLIN (ba). Stellen Sie sich folgendes Szenario vor: Vier Personen haben es sich in einem Raum gemütlich gemacht. Jeder von ihnen kann auf einem eigenen Laptop einen anderen Film aus dem Internet in HD-Qualität genießen. Möglich wird dies dank eines optischen WLAN. Als Medium für die Datenübertragung dient Licht aus den LEDs der Deckenbeleuchtung. Das war lange eine Zukunftsvision.

Nun ist diese nähergerückt: Im Mai konnten Forscher des Heinrich-Hertz-Instituts ihr Projektergebnis im französischen Rennes, Frankreich, vorstellen: Es gelang, mit Decken-LEDs, die mehr als zehn Quadratmeter eines Raums ausleuchteten, Daten mit 100 Megabit pro Sekunde (Mbit/s) verlustfrei zu übertragen. Der Empfänger lässt sich innerhalb dieser zehn Quadratmeter beliebig platzieren.

„Das heißt, wir haben vier Videofilme in HD-Qualität gleichzeitig auf vier Laptops gebracht“, sagt Dr. Anagnostis Paraskevopoulos, Wissenschaftler am HHI. „Die Grundlagen für Visible Light Communication, auch VLC genannt, wurden im Projekt gemeinsam mit den Industriepartnern Siemens und France Telecom Orange Labs entwickelt“, sagt er. Zusammen mit einem Team um Projektleiter Klaus-Dieter Langer wird die neue Technik jetzt am HHI weiterentwickelt.

„Bei VLC dienen die Lichtquellen – in diesem Fall Weißlicht-LEDs – gleichzeitig der Raumbeleuchtung und der Informationsübertragung. Mit Hilfe eines Spezialbauteils, des Modulators, knipsen wir die LEDs ganz schnell ein und aus, und übertragen die Informationen als Einsen und Nullen“, erläutert Langer. Das menschliche Auge nehme die Lichtmodulation nicht wahr. Als Empfänger am Laptop reiche eine einfache Fotodiode, die das Licht auffängt. Eine Elektronik dekodiert die Information und übersetzt sie in elektrische Impulse, also die Sprache des Computers.

Ein Vorteil dieser Vorgehensweise ist: Die LEDs lassen sich mit nur wenigen Bauteilen so präparieren, dass sie als Überträger dienen. Ihr Nachteil: Sobald etwas zwischen Lampe und Photodiode gerät, wenn also etwa jemand eine Hand dazwischenhält, wird die Übertragung beeinträchtigt. Als mögliche Endgeräte kommen Laptop, Palm oder Handy in Frage.

Visible Light Communication solle kein Ersatz für herkömmliches WLAN, PowerLAN oder UMTS werden, sagen die Wissenschaftler. Dort wo Funknetze unerwünscht oder nicht möglich sind, eignet es sich vielmehr als zusätzliche Datenübertragungsoption – ohne dass im Haus neue Kabel oder Geräte nötig werden. Dabei sind auch Kombinationen möglich, etwa für eine Richtung optisches WLAN und für den Rückkanal PowerLAN. So lassen sich Filme auf den PC übertragen und auch wieder von dort zurückspielen und auf einen anderen Rechner senden.

Die neue Übertragungstechnologie könnten sich gut für Krankenhäuser eignen, denn in diesen sind Funknetze nicht erwünscht. Dennoch müssten dort hohe Datenraten verlustfrei und unkomprimiert übertragen werden, sagen die Experten. Wenn ein Teil der Kommunikation über die OP-Lampe laufen könnte, ließen sich drahtlos OP-Roboter steuern oder Röntgenbilder übermitteln. In Flugzeugen könnte jeder Passagier sein eigenes Unterhaltungsprogramm auf einem Display sehen. Zugleich könnten die Flugzeugbauer dank der neuen Technik den Einbau von Kilometern an Kabeln sparen. Ein weiterer möglicher Einsatzort sind Fabrikhallen. Auch hier stören Funknetze oft die betrieblichen Abläufe.

Derzeit entwickeln die Forscher ihre Systeme weiter in Richtung höherer Bitraten. „Im Labor konnten wir mit einer rot-blau-grünen Weißlicht-LED 800 Mbit/s übertragen“, sagt Langer: „Das ist Weltrekord für die VLC-Methode.“