Li-Fi führt eine neue Datenübertragungstechnologie ein, die hundertmal schnellere Datenübertragungsgeschwindigkeiten als Wi-Fi ermöglichen soll. Die Li-Fi-Technologie ist bereit, die Wirtschaft der Zukunft zu revolutionieren und bis 2022 den Grundstein für eine milliardenschwere Industrie zu legen. Derzeit wird daran gearbeitet, mittels Li-Fi-Technologie Geschwindigkeiten von 1 Gbit/s und höher zu erreichen. Dies wird das bestehende ultraschnelle Breitbandnetz deutlich übertreffen.

Derzeit befindet sich Li-Fi noch in der Entwicklung, aber viele Unternehmen beabsichtigen bereits, darin zu investieren. In naher Zukunft könnte sie es finden breite Anwendung, WLAN so weit wie möglich ersetzen. Es ist geplant, dass diese Technologie in einigen Jahren großflächig kommerziell genutzt wird.

Li-Fi-Technologie: Gerät

Li-Fi ist ein Akronym für Light Fidelity, eine drahtlose Kommunikationsform mit sichtbarem Licht. Diese optische Funktechnologie ermöglicht bidirektionale Hochgeschwindigkeits-Mobilkommunikation mithilfe von LED-Licht anstelle von Funkwellen. Binäre Daten werden durch Lichtströme übertragen. Der Begriff Li-Fi wurde vom deutschen Physiker Harald Haas geprägt.

Um den Li-Fi-Betrieb sicherzustellen, ist folgende Hardware erforderlich:

• LED-Beleuchtungssystem.
• Router zusammen mit dem Beleuchtungssystem installiert.
• Ein Empfänger, der mit einem Decoder zur Decodierung des Lichtsignals ausgestattet ist.

Die Li-Fi-Technologie ist so konzipiert, dass elektrische LED-Glühbirnen als WLAN-Router verwendet werden können.

Heutzutage sind die Hauptkomponenten eines Li-Fi-Systems:

• Eine helle LED, die die Quelle der übertragenen Daten ist.
• Eine Silizium-Fotodiode (Fotodetektor), die auf sichtbares Licht reagieren kann und als Empfänger der übertragenen Daten fungiert.

Ein Li-Fi-Emittersystem umfasst in den meisten Fällen vier Hauptkomponenten:

• LED-Glühbirne.
• Hochfrequenzverstärker (HF) des Leistungskreises.
• Leiterplatte.
• Rahmen.

Zur Verbindung der Ein- und Ausgänge der Lampe dient eine Leiterplatte. Es enthält einen eingebauten Mikrocontroller, der zur Steuerung verschiedener Funktionen der Lampe dient. Das HF-Signal wird von einem Halbleiter-HF-Verstärker im Stromkreis erzeugt, der in der Nähe der Glühbirne ein elektrisches Feld erzeugt. Hohe Energiedichte elektrisches Feld ermöglicht es Ihnen, den Inhalt der Glühbirne in den Plasmazustand zu bringen. Dieses kontrollierte Plasma fungiert als intensive Lichtquelle. Alle oben genannten Komponenten sind in einem Aluminiumgehäuse eingefasst.

Für das menschliche Auge ist das Flackern der Dioden unsichtbar und das digitale Modulationsverfahren ermöglicht eine Datenübertragung von bis zu 10 Gbit pro Sekunde. Ein spezieller Empfänger dient zur Registrierung gesendeter Pakete.

Unter neueste Entwicklungen kann man ein Smartphone von Oledcomm nennen, das darauf läuft Android-Steuerung. Eine wichtige Modifikation weist das Smartphone auf: Statt einer Frontkamera verfügt es über einen Li-Fi-Sensor. Der besagte Sensor empfängt Befehle von LED-Lampen, die sich in der Nähe des Smartphones befinden, wodurch Sie Videos oder Bilder auf dem Gerät ansehen können.

Darüber hinaus wurde ein Prototyp eines kompakten externen Li-Fi-Empfängers vorgeführt, der über einen 3,5-mm-Anschluss mit einem Smartphone verbunden wird. Mit einem solchen Empfänger können Sie Li-Fi-Daten auf Geräten empfangen, die nicht mit einem Modul ausgestattet sind. Oledcomm plant, seine Entwicklung bald in Tablets und Smartphones einzuführen, was eine Verbreitung der Li-Fi-Technologie ermöglichen wird.

Funktionsprinzip

Wenn ein Gleichstrom durch die LED fließt, wird ein kontinuierlicher Strom von Protonen emittiert, der ein sichtbares Leuchten erzeugt. Wenn sich die Spannung ändert, ändert sich auch die Intensität des Leuchtens. Da es sich bei LED-Lampen um Halbleiterbauelemente handelt, können Strahlungsintensität und Strom mit recht hohen Geschwindigkeiten moduliert werden.

Diese Lumineszenzänderungen können von einem speziellen Fotodetektor erfasst und wieder in umgewandelt werden elektrischer Strom. Das menschliche Auge ist nicht in der Lage, eine Modulation der Intensität des Leuchtens zu erkennen, weshalb die Verbindung kontinuierlich ist. Dadurch ist die Li-Fi-Technologie in der Lage, Informationsströme mit einer LED-Glühbirne mit unglaublich hoher Geschwindigkeit zu übertragen.

Li-Fi ist eine neue Datentechnologie, die die Wirtschaft der Zukunft revolutionieren wird, Möglichkeiten schafft, die heute genutzt werden können, und die bis 2022 zu einer Multimilliarden-Dollar-Industrie werden wird. Derzeit sind Entwicklungen im Gange, um Geschwindigkeiten von 1 Gbit/s zu erreichen, die ultraschnelles Breitband übertreffen werden.

Informationslicht

Der Begriff Li-Fi wurde von Professor Harald Haas geprägt und bezieht sich auf eine Methode zur Übertragung von Informationen mithilfe von Licht, die eine schnelle, bidirektionale Mobilkommunikation ähnlich wie Wi-Fi ermöglicht. Es kann sowohl zur Entlastung bestehender Netze im Funkfrequenzbereich als auch zur Kapazitätserhöhung eingesetzt werden.

Wird für ultraschnelle Kommunikation verwendet sichtbarer Teil elektromagnetisches Spektrum. Dies unterscheidet diese Technologie von einer etablierten Form der drahtlosen Kommunikation wie Wi-Fi, die herkömmliche Frequenzen nutzt.

Bei Li-Fi werden Daten durch Modulation übertragen und von einem Fotodetektor empfangen, und das Signal wird in elektrische umgewandelt. Die Modulation erfolgt so, dass menschliches Auge nimmt es nicht wahr.

Die optische HochgeschwindLi-Fi gehört zur Kategorie der drahtlosen Kommunikation, zu der neben sichtbarem Licht auch Infrarot und Ultraviolett gehören. Seine Einzigartigkeit liegt in der Nutzung bestehender Beleuchtungsnetze.

Li Fi – ultraschnelles Internet mit LEDs

Wann D.C. Es wird einer LED-Lampe zugeführt und sendet einen stetigen Strom sichtbarer Lichtphotonen aus. Wenn der Strom abnimmt oder zunimmt, ändert sich auch die Helligkeit des Leuchtens. Da es sich bei LED-Lampen um Halbleiterbauelemente handelt, kann der Strom und damit die optische Leistung mit sehr hoher Geschwindigkeit moduliert werden. Es kann von einer Fotozelle aufgenommen und wieder in elektrischen Strom umgewandelt werden. Die Helligkeitsmodulation ist für das menschliche Auge unsichtbar und so komfortabel wie Funk. Mit dieser Technik ist die LED-Lampe in der Lage, Informationen mit hoher Geschwindigkeit zu übertragen.

Für die HF-Kommunikation sind Schaltkreise, Antennen und komplexe Empfänger erforderlich, während die Li-Fi-Technologie viel einfacher ist. Es verwendet Direktmodulationstechniken, die denen ähneln, die in kostengünstigen Infrarot-Kommunikationsgeräten, sogenannten Fernbedienungen, verwendet werden. Der Einsatz von Infrarotkommunikation ist aufgrund von Hygienestandards zur Augensicherheit eingeschränkt, während LED-Lampen eine hohe Lumineszenzintensität aufweisen und eine hohe Betriebsgeschwindigkeit aufweisen.

Licht oder Radio?

Li-Fi kann eine Lampe in einen drahtlosen Zugangspunkt verwandeln, ähnlich einem WLAN-Router.

Bei der herkömmlichen Kommunikation werden Funkfrequenzen genutzt, deren Anzahl jedoch sehr begrenzt ist. Geräte – Computer, Laptops, Drucker, Smart-TVs, Smartphones und Tablets – müssen um das Aufkommen von immer mehr Dingen konkurrieren, die WLAN nutzen, wie Kühlschränke, Uhren, Kameras, Mobiltelefone, verursacht Verzögerungen und reduzierte Datenübertragungsgeschwindigkeiten. Die Li-Fi-Technologie nutzt Lichtwellenfrequenzen, die 10.000 Mal höher sind als Radiofrequenzen.

Funkwellen erzeugen elektromagnetische Störungen, die den Betrieb von Instrumenten und Geräten in Flugzeugen und Krankenhäusern beeinträchtigen und in Branchen wie der Kernenergie potenziell gefährlich sind. Li-Fi verwendet Licht, das eigensicher ist und keine elektromagnetischen Störungen verursacht.

Radiowellen breiten sich durch Wände und Decken aus. Licht macht das nicht. Dies ist der Unterschied im Datenschutz zwischen Wi-Fi und Li-Fi. Ein Hacker, der sich außerhalb eines Gebäudes befindet, kann sich mit dem darin befindlichen Funknetz verbinden. Über Li-Fi übertragene Daten sind nur dort verfügbar, wo die Lampe leuchtet.

Der WLAN-Standard 802.11a/g bietet Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 54 Mbit/s, dieser Wert kann auf 1 Gbit/s erhöht werden. Die University of Edinburgh hat im Monochrom-Modus bereits 3 Gbit/s erreicht. Eine vollfarbige RGB-LED kann bis zu 9 Gbit/s übertragen.

Internet über eine Li-Fi-Glühbirne

Die Entwicklung dieser Technologie wurde durch die starke Zunahme des Einsatzes von LEDs für Beleuchtungszwecke erleichtert.

Li-Fi ist ideal zum Herunterladen von Video und Audio, für Live-Übertragungen usw. Diese Aufgaben stellen hohe Anforderungen an den Durchsatz der Eingangskanäle, erfordern jedoch eine minimale Ausgangsleistung. Somit ist es befreit am meisten Internetverkehr bestehender Funkfrequenzkanäle, Erweiterung der Möglichkeiten Mobilfunkkommunikation und WLAN.

Li-Fi Light Internet wird in vielen Bereichen eingesetzt:

• Funkfrequenzen freigeben: Spitzenlasten aus Mobilfunknetzen können auf Li-Fi verlagert werden. Dies ist besonders effektiv bei Eingangskommunikationskanälen, wo es am häufigsten zu Engpässen kommt.
• Intelligente Beleuchtung: Jede private oder öffentliche Beleuchtung, einschließlich Straßenlaternen, kann als Li-Fi-Hotspots verwendet werden und die gleiche Kommunikations- und Sensorinfrastruktur nutzen.
• Mobile Verbindungen: Laptops, Smartphones, Tablets und andere mobile Geräte können über Li-Fi direkt verbunden werden. Die kurze Distanz gewährleistet eine hervorragende und sichere Kommunikation.
• Gefährliche Produktion: Li-Fi-Technologie ist sichere Alternative elektromagnetische Störungen durch Hochfrequenzkommunikation an Standorten wie Bergwerken und petrochemischen Anlagen.
• Medizin und Gesundheitswesen: Das Licht erzeugt keine elektromagnetischen Störungen und stört daher weder medizinische Geräte noch MRT-Scanner.
• Luftfahrt: Li-Fi kann zur Gewichtsreduzierung, zur Verkürzung der Verkabelungslänge und zur Erhöhung der Flexibilität bei der Platzierung der Sitzausrüstung in Passagierkabinen eingesetzt werden, wo bereits LED-Beleuchtung installiert ist. Das Bordunterhaltungssystem ist in der Lage, die mobilen Geräte der Passagiere zu unterstützen und mit ihnen zu interagieren.
• Kommunikation unter Wasser: Aufgrund der starken Signalabsorption ist der Einsatz von Funkfrequenzen im Wasser unpraktisch. Akustische Wellen haben eine sehr geringe Bandbreite und stören Meerestiere. Die Li-Fi-Technologie bietet eine Kommunikationslösung für kurze Distanzen.
• Fahrzeuge und Transportmittel: Scheinwerfer, Straßenlaternen, Schilder und Ampeln, die LED-Lampen verwenden, werden bereits hergestellt. Dies ermöglicht die Kommunikation zwischen Fahrzeugen und Straßeninfrastruktur in Sicherheits- und Verkehrsmanagementsystemen.
• Hochpräzise lokale Informationsdienste wie Werbung und Navigation, die Informationen zu einem bestimmten Ort und einer bestimmten Zeit bereitstellen.
• Spielzeug: LEDs werden in vielen Spielzeugen verwendet und können für die kostengünstige Kommunikation zwischen interaktiven Spielzeugen verwendet werden.

Prototyp für Entwickler

Mit Li-1st können Kunden schnell Li-Fi-Anwendungen entwickeln und testen. Das Gerät unterstützt einen vollen Datendurchsatz von 11,5 Mbit/s in einer Entfernung von bis zu 3 m und sorgt gleichzeitig für ausreichend Beleuchtung auf dem Schreibtisch. Der Arbeitsabstand hängt nur von der Stärke der Lichtquelle ab. Das Gerät bietet eine einfache, sichere drahtlose Vernetzung, kompatibel mit LED-Leuchten.

Li-1st wurde als Basis für Pilotprojekte von Li-Fi-Entwicklern erstellt.

Erstes kommerzielles Produkt

Li-Flame wurde im März 2016 auf dem Mobile World Congress in Barcelona öffentlich vorgestellt. Das Gerät stellt die nächste Generation des weltweit ersten drahtlosen Hochgeschwindigkeitsnetzwerks auf sichtbarem Licht dar. Die Li-Flame-Technologie unterstützt deutlich höhere Datendichten als die Besten Wi-Fi-Lösungen, und seine inhärente Sicherheit verhindert unerwünschtes Eindringen von außen. Darüber hinaus vereinfacht die Kombination von Beleuchtung und drahtloser Kommunikation die Infrastruktur erheblich und senkt den Energieverbrauch.

Li-Flame bietet:

• Halbduplex-Kommunikation von 10 Mbit/s in einer Entfernung von bis zu 3 m mit Standardlampen;
• volle Mobilität (tragbares Tischgerät mit autonomer Stromversorgung) mit hohen Datenübertragungsgeschwindigkeiten dank dichter Installation von Li-Fi-Zugangspunkten;
• Sichere drahtlose Kommunikation innerhalb der Räumlichkeiten, wodurch das Risiko von Signalverlusten beseitigt wird;
• Mehrbenutzer-Zugangspunkte, die jedem Benutzer mehr Bandbreite bieten;
• sichere drahtlose Kommunikation in Umgebungen, in denen Funkfrequenzen unerwünscht oder nicht verfügbar sind;
• Flexibilität bei der Gestaltung von Kommunikationsnetzen;
• Erweiterung des Spektrums drahtloser Kommunikationsanwendungen;
• Einsparungen bei Beleuchtungs- und Telekommunikationsgeräten durch die Nutzung einer einzigen Infrastruktur.

Deckenblock:

• Die Daten- und Stromversorgung erfolgt über einen Standard-Ethernet-Port.
• Einfache Installation.
• Wird mit einer LED-Lampe verbunden, um eine Atto-Zelle zu bilden.
• Mehrfachzugriff.
• Reibungsloser Übergang zwischen Zugangspunkten.

Tischplattenteil:

• Verbindung zum Client-Gerät über USB-Port.
• 10 Mbit/s Infrarot-Uplink zur Decke.
• Der rotierende Kopf des Transceivers kann vom Benutzer eingestellt werden.
• Batteriebetrieben und tragbar.

Der Schnellste, der Kleinste und der Sicherste

LiFi-X ist eine Weiterentwicklung des Li-Flame-Systems. Ermöglicht die Bereitstellung eines vollwertigen Netzwerks und unterstützt im Gegensatz zu bestehenden Produkten Mehrfachzugriff, Roaming und vollständige Mobilität und ist außerdem einfach zu verwenden. Der Unterschied zur Vorgängerversion besteht in der Vollduplex-Kommunikation mit einer Geschwindigkeit von 40 Mbit/s sowohl in der ausgehenden als auch in der eingehenden Richtung sowie der vollständigen Mobilität durch eine tragbare USB-Station.

LiFi-X-Zugangspunkt:

• Unterstützt die Stromversorgung über PoE oder SPS.
• Einfache Installation.
• Verbindung mit LED-Lampen zur Bildung einer Atto-Zelle.
• Mehrfachzugriff.
• Nahtloser Wechsel zwischen Zugangspunkten.

LiFi-X-Station:

• USB 2.0.

Literatur

Bücher über die Li-Fi-Technologie sind trotz ihrer Neuheit keine Seltenheit mehr, die meisten davon wurden jedoch nicht ins Russische übersetzt. Hier sind nur einige davon:

• Arnon, Shlomi. Kommunikation mit sichtbarem Licht. Cambridge, Vereinigtes Königreich: Cambridge University Press, 2015. Drucken.
• Dimitrov, Svilen und Harald Haas. Prinzipien der LED-Lichtkommunikation: Auf dem Weg zu vernetztem Li-Fi. Cambridge: Cambridge University Press, 2015. Drucken.
• Ghassemlooy, Zabih, W Popoola und S Rajbhandari. Optisches drahtloses Kommunikationssystem und Kanalmodellierung mit MATLAB. Boca Raton, FL: CRC Press, 2013. Drucken.

Die Bücher sind im Amazon-Onlineshop erhältlich.

Light Fidelity – kurz Li-Fi-Technologie – ist eine optische Technologie zur drahtlosen Informationsübertragung. Die Technologie wurde erst vor kurzem entwickelt und vorgestellt – im Jahr 2011. Dies geschah bei einem TED-Talk. Entwickler ist der Wissenschaftler Harald Haas. Die Datenübertragungsgeschwindigkeit betrug damals etwa 10 Mbit/s. Bis Ende 2011 sollen es 100 Mbit/s sein, versprach der Wissenschaftler.

Wie funktioniert die Light Fidelity-Technologie?

Das Wesentliche der Technologie ist die Modulation des Lichtstroms einer speziellen LED-Quelle mithilfe eines Binärcodes. Das menschliche Auge kann diesen Vorgang nicht erkennen, da der Modulationsprozess mit einer hohen Frequenz erfolgt. Diese Art der optischen Kommunikation ist viel sicherer als das herkömmliche WLAN, das wir alle kennen. Warum? Wir möchten Sie daran erinnern, dass WLAN-Signale von nahezu jedem Punkt innerhalb der Reichweite des Geräts abgefangen werden können. Damit jedoch ein schlechter Bürger die über Li-Fi übertragenen Informationen abfangen kann, muss er seine Ausrüstung fast „auf den Schoß“ des Li-Fi-Besitzers legen. Es ist klar, dass dies unmöglich ist.

Es gibt noch ein weiteres gewichtiges Argument für die Li-Fi-Technologie. Es kann praktisch ohne Einschränkungen in Bereichen eingesetzt werden, in denen die Verwendung von Geräten, die fremde Funkwellen aussenden, verboten ist. Es ist kein Geheimnis, dass solche Wellen häufig die normale Funktion kritischer Geräte stören. Als Beispiel können wir die Kammern nennen Intensivpflege medizinische Einrichtungen, in denen es viele verschiedene medizinische Geräte, Flugzeugkabinen usw. gibt.

Ein bisschen Geschichte

Viele Leser erinnern sich wahrscheinlich daran, dass die Idee, Licht zur Datenübertragung zu nutzen, nicht neu ist. Erinnern Sie sich, wie uns in der Schule im Physikunterricht von Alexander Bell erzählt wurde? Im Jahr 1880 gelang es Alexander Bell, mithilfe eines Fototelefons eine Nachricht zu versenden.

Hier drin letzten Jahren Entwickler begannen sich für die Kommunikation mit sichtbarem Licht zu interessieren. Wissenschaftler erkannten, dass die Verbreitung von LEDs, die feiner abgestimmt werden können als herkömmliche Glühlampen, die Technologie sicherlich wirtschaftlicher und benutzerfreundlicher machen würde. Ein weiterer wichtiger Faktor ist zu beachten – die exponentiell wachsende Beliebtheit drahtloser Kommunikationsgeräte auf der ganzen Welt, die unweigerlich zu einer Verknappung des Funkfrequenzspektrums führen sollte. Daraus ergab sich die Notwendigkeit, nach einer wirksamen Alternative zu suchen.

Warum war es notwendig, die Li-Fi-Technologie zu entwickeln?

Die Frage nach der Notwendigkeit einer drahtlosen Informationsübertragung wird derzeit überhaupt nicht gestellt. Wir leben im Zeitalter der Informationsnetzwerke. Vor etwa zehn bis fünfzehn Jahren gab es keinen Massenzugang zum Internet; heute verfügt buchstäblich jedes Zuhause über einen eigenen lokales NetzwerkÜbermittlung von Informationen.

Doch fast alle derzeit entwickelten und genutzten Datenübertragungstechnologien haben neben ihren Vorteilen auch gravierende Nachteile. Wir sprechen überhaupt nicht von kabelgebundenen Verbindungen, da deren Verwendung gerechtfertigt ist, wenn die Entfernung zu groß ist oder Desktop-Computer. In diesem Fall reicht es aus, die Verkabelung einmal durchzuführen und in Zukunft ein akzeptables Ergebnis zu erzielen. Gleichzeitig ist es jedoch notwendig, ein zertifiziertes Kabel zu verwenden; Darüber hinaus müssen Sie über Kenntnisse der Grundprinzipien der Kabelverlegung und die Fähigkeit zum Crimpen der Enden verfügen.

Heutzutage werden in fast jedem Haushalt drahtlose Netzwerke auf Basis der Wi-Fi-Technologie eingesetzt. Es gibt Hybridnetzwerke, die kabelgebundene und kabellose Kanäle kombinieren. Was sind die Unannehmlichkeiten von drahtlosen Wi-Fi-Netzwerken? Das erste ist die Frage der Sicherheit. drahtloser Kanal Verbindung, die recht häufig vorkommt. Es ist nicht ungewöhnlich, dass Hersteller von Netzwerkgeräten versichern, dass das Hacken eines drahtlosen Netzwerks unmöglich sei. Doch diese Zusicherungen wecken ernsthafte Zweifel. Zweitens kann niemand garantieren, dass die Bestrahlung elektromagnetischer Wellen in den Betriebsbereichen eine langfristige Wirkung auf den menschlichen Körper hat WLAN-Adapter völlig harmlos. Die Menschheit nutzt diese Technologie noch nicht allzu lange, daher ist es unmöglich, eine eindeutige Schlussfolgerung zu ziehen. Die Strahlungsleistung ist nicht zu hoch, es besteht jedoch eine hohe Prävalenz und Expositionsdauer. Wer weiß, welche Ergebnisse uns in ein paar Jahrzehnten und vielleicht sogar schon früher erwarten.

Was bietet die Li-Fi-Technologie?

Light Fidelity kann all diese Nachteile beseitigen. Denn wie wir bereits sagten, diese Technologie nutzt sichtbares Licht, das von einer beliebigen LED-Quelle kommt, um Daten zu übertragen. Auf diese Weise können Sie Ihre Mobilität aufrechterhalten, ohne den menschlichen Körper zu schädigen. Die Internetgeschwindigkeit steigt auf mehrere Gigabyte und der Netzabdeckungsbereich erweitert sich deutlich.

Da das Prinzip der Li-Fi-Technologie darin besteht, dass absolut jede LED-Glühbirne in der Lage ist, mit unglaublich hoher Geschwindigkeit zu „blinken“, ermöglicht dies die Verwendung von Lichtmodulation zur Übertragung von Informationen. Schauen Sie sich die geniale Lösung an: Heimnetzwerk Sogar eine gewöhnliche Tischlampe kann ein Informationsübermittler sein! Deckenleuchten und dekorative Beleuchtungselemente – was auch immer! Mit einem mobilen Gerät können Sie sich problemlos in der Wohnung bewegen, da wir immer mit dem Netzwerk verbunden sind!

Es ist jedoch anzumerken, dass die umgekehrte Übertragung von Daten vom Gerät zum Netzwerk viel komplizierter ist. In solchen Fällen ist es notwendig, über die erfolgreiche Platzierung von Sensoren an den Wänden und Decken der Räumlichkeiten nachzudenken.

Zusätzliches Equipment für die Li-Fi-Technologie ist nahezu nicht nötig, da Sie nutzen können, was schon lange im Einsatz ist: Straßenlaternen, Autoscheinwerfer, Raumbeleuchtung. So stellte der bekannte Hersteller von Audio-Lautsprechern Klipsch bereits 2010 einen Prototypen vor, der Musikdaten von haushaltsüblichen LED-Lampen empfangen kann.

Li-Fi-Technologie – Perspektiven

Es besteht kein Zweifel, dass das Potenzial der Li-Fi-Technologie enorm ist. Stellen Sie sich vor, dass eine Gasse in einer Stadt, die mit LED-Strahlern ausgestattet ist, zu einer Gelegenheit für einen kostenlosen Breitband-Internetzugang für alle wird.

Interessanterweise können Li-Fi-Sensoren und -Sender überall installiert werden: Sie können an Straßenlaternenmasten, an Bäumen oder an Gebäudewänden angebracht werden. Gleichzeitig erhält auch absolut jedes Gerät, das sich in der Nähe befindet, Zugriff auf das Netzwerk. Darüber hinaus ist es möglich, die traditionelle Mobilfunkkommunikation, die wir gewohnt sind, durch eine hybride zu ersetzen, beispielsweise durch die Nutzung von Li-Fi unter Arbeitsbedingungen in einer großen Metropole und Funkwellen außerhalb der Li-Fi-Zugangszone. Es ist klar, dass hier erhebliche Kosten auf uns zukommen werden. Aber sehr bald werden sich solche Investitionen auszahlen.

Gibt es Nachteile der Li-Fi-Technologie?

Der vielleicht einzige Nachteil der Li-Fi-Technologie ist die Notwendigkeit einer direkten Sichtbarkeit zwischen der Lichtquelle und dem Empfänger.

Und abschließend können wir sagen: Wenn sich die Light-Fidelity-Technologie verbreitet, wird der Elektrikerberuf zum gefragtesten und angesehensten Beruf. Das ist natürlich ein Witz. Aber im Ernst, die Li-Fi-Technologie hat zweifellos eine große Zukunft.

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Seit 2011 setzt sich Harald Haas, Spezialist für optische drahtlose Datenübertragung und Professor an der University of Edinburgh (Edinburgh, Großbritannien), ernsthaft dafür ein neue Technologie kabellose Datenübertragung per blinkendem LED-Licht. Dann entschieden die meisten Universitätsprofessoren, dass die Idee zwar interessant, aber kaum realisierbar sei. Und nun, vier Jahre später, hat Haas endlich den ersten Router geschaffen, der nach seinem Konzept funktioniert.

Die Technologie hieß Li-Fi (light – „light“, „fidelity“ – „precision“). Der neue Router zeigte so erstaunliche Eigenschaften, dass er die Wi-Fi-Geschwindigkeit um das Hundertfache übertraf und unter Laborbedingungen eine Rekordgeschwindigkeit bei der Datenübertragung erreichte 224 Gbit/s Tests im Labor wurden von der estnischen Firma Velmenni durchgeführt. Haas hat sogar seinen ersten Router so ausgestattet, dass er den Netzwerkzugriff autonom macht, und im Moment hält der Router eine stabile Geschwindigkeit von 10 Gbit/s durch ein leicht spürbares Flackern aufrecht LEDs.

Um bereits im Dezember 2016 mit der Auslieferung der ersten Produktionssysteme an den europäischen Markt zu beginnen, fusionierte der Erfinder von Li-Fi, Harald Haas, sein Unternehmen pureLiFi mit Lucibel, um gemeinsam die Innovation näher am Durchschnitt weiterzuentwickeln und effektiver voranzutreiben Verbraucher, so dass Li-Fi am Ende endlich zum Hauptweg für Benutzer wird, um auf das Netzwerk zuzugreifen.

Der Kern der Technologie ist wie folgt. Drei Farbkanäle einer Miniatur-LED-Lampe, Rot, Grün und Blau, übertragen parallel 3,5 Gigabit Daten pro Sekunde, was 10 Gigabit pro Sekunde ergibt. Das Ein- und Ausschalten des Lichts erfolgt in rasender Geschwindigkeit und erzeugt riesige Mengen an Binärdaten.

Dabei handelt es sich um die sogenannte Orthogonal Frequency Division Digital Modulation (OFDM), die die Übertragung von Millionen Lichtstrahlen unterschiedlicher Intensität pro Sekunde ermöglicht.

Professor Haas verdeutlicht dies am Beispiel eines Duschkopfes, der streng parallele Wasserstrahlen erzeugt, und das Licht in einer Li-Fi-Anlage verhält sich ähnlich.

Mittlerweile haben auch chinesische und deutsche Forscher Interesse an der Erforschung dieser Technologie gezeigt. Bereits 2011 gelang es den Deutschen, die Datenübertragung mit einer Rekordgeschwindigkeit von 800 Mbit/s über eine Distanz von 1,8 Metern zu erreichen, und die Chinesen verbanden mit nur 1 Watt LED vier Computer mit einer Geschwindigkeit von 150 Mbit/s mit dem Internet. S.

Professor Haas betont, dass die Lichtwellentechnologie sicherer sei als WLAN. Das ist bekannt Wi-Fi-Netzwerk Sie können von außen hacken und Dateien abfangen, da Funkwellen durch die Wände außerhalb des Raums dringen.

Gleichzeitig kann der Li-Fi-Verkehr theoretisch nur dann abgehört werden, wenn man sich im selben Raum befindet, in dem sich Sender und Empfänger befinden, denn Licht dringt nicht durch Wände. Dadurch wird eine zuverlässige Barriere für Eindringlinge geschaffen, die weder von der Straße noch vom Nebenraum aus etwas hacken oder abfangen können. Der Vorteil von Li-Fi liegt aber vor allem in der hohen Geschwindigkeit und dem geringen Stromverbrauch (der Wirkungsgrad herkömmlicher Router erreicht bestenfalls 5 %).

Die Technologie hat durchaus Perspektiven. Sichtbare Lichtwellen haben einen sehr breiten Frequenzbereich, der vier Größenordnungen größer ist als der von Radiowellen. Es besteht keine Gefahr, dass die Netzwerke überlastet werden, da bei WLAN weder Geschwindigkeit noch Leistung der Netzwerke verloren gehen.

LEDs sind allgegenwärtig – die Infrastruktur ist praktisch bereits geschaffen und außerdem können LEDs eine Doppelfunktion erfüllen – Datenübermittler und Lichtquelle zugleich. Es bleibt jedoch die Frage: Wie gut funktioniert das System in einem beleuchteten Raum oder bei hellem Sonnenlicht?

Große Hoffnungen setzen die Entwickler allerdings in VLC („Visual Light Communication“) – die Übertragung von Daten mittels sichtbarem Licht, wie die Li-Fi-Technologie in der Wissenschaftssprache genannt wird.

Die hohe Geschwindigkeit von Li-Fi ermöglicht Ihnen bereits die erfolgreiche Übertragung von Videos in HD-Qualität bei gleichzeitiger Beibehaltung einer hohen Energieeffizienz des Systems. Ein weiterer Vorteil gegenüber WLAN ist die Genauigkeit und Stabilität der Internetverbindungen innerhalb von Gebäuden. Durch die gleichmäßige Verteilung der LED-Sender wird das Problem schwacher und intermittierender Empfangsbereiche im Wesentlichen gelöst.

Andrey Povny

Bild: Kim Paulin

In dicht besiedelten Stadtgebieten ist der Bereich, in dem WLAN-Signale übertragen werden, zunehmend mit Störungen gefüllt, vor allem durch andere ähnliche Geräte. Darüber hinaus setzt die Physik elektromagnetischer Wellen dem Durchsatz herkömmlicher WLANs eine Obergrenze. Kurz gesagt: Auf einer bestimmten Frequenz kann nur eine bestimmte Datenmenge übertragen werden. Je niedriger die Frequenz der Welle ist, desto weniger Daten können übertragen werden.

Die nächstgelegene Glühbirne überträgt ein Signal zehnmal schneller als WLAN

Aber was wäre, wenn Sie Informationen mit viel höherfrequenten Wellen übertragen könnten, ohne sich an die Regulierungsbehörde für Telekommunikationslizenzen in Ihrem Land wenden zu müssen? Licht ist wie Radio elektromagnetische Welle, hat aber etwa die 100.000-fache Häufigkeit von Wi-Fi-Signal. Und für eine Glühbirne braucht niemand eine Lizenz. Es muss lediglich sehr schnell und präzise flackern, um das Signal zu übertragen.

Natürlich gefällt es niemandem, unter einer flackernden Lampe zu sitzen. Doch der erst vor zwei Jahren vorgeschlagene Li-Fi-Standard hat sich aus technologischer Sicht rasant verändert.

Zunächst werden die Daten an LED-Glühbirnen übermittelt – das könnte die Glühbirne sein, die den Raum beleuchtet, in dem Sie sich gerade befinden. Es blinkt sehr schnell, bis zu Milliarden Mal pro Sekunde. Dieses Flackern ist so schnell, dass das menschliche Auge es nicht wahrnehmen kann. (Zum Vergleich: Die durchschnittliche energieeffiziente Kompaktleuchtstofflampe flackert 10.000 bis 40.000 Mal pro Sekunde.) Empfänger auf einem Computer oder mobiles Gerät, das sichtbarem Licht ausgesetzt ist, dekodiert dieses Flimmern in Daten. LED-Lampen übertragen Signale recht schnell. Sie tun dies zehnmal schneller als das schnellste Wi-Fi-Netzwerk.

Internetbeschränkungen über Lai-Fi (Li-Fi)

Li-Fi hat im Vergleich zu Wi-Fi einen großen Nachteil: Sie, bzw. Ihr Gerät, müssen sich in Sichtweite der Glühbirne befinden. In diesem Fall sind keine speziellen Lampen erforderlich; im Prinzip kann eine gewöhnliche Lampe am Arbeitsplatz oder zu Hause an das Internet angeschlossen werden. Dies bedeutet jedoch, dass Sie im Gegensatz zu WLAN nicht in den Nebenraum gehen können, es sei denn, dort ist eine Glühbirne angeschlossen.

Allerdings wird die neue Generation ultraschneller Wi-Fi-Geräte, die wir wahrscheinlich bald nutzen werden, deutliche Einschränkungen haben. Sie nutzen einen größeren Bereich von Funkfrequenzen, die (zumindest im Moment) nicht so stark mit anderen Signalen überlastet sind und über eine höhere Bandbreite verfügen. Aber sie können ebenso wie sichtbares Licht keine Wände durchdringen.

MIT Li-Fi-Technologie Die Ingenieure von Oledcomm experimentierten. Ein Team der Fudan-Universität präsentierte ein experimentelles Li-Fi-Netzwerk, in dem vier Computer an dieselbe Glühbirne angeschlossen waren. Andere Forscher arbeiten an der Übertragung von Daten durch LEDs unterschiedlicher Farbe. Stellen Sie sich zum Beispiel vor, dass über jede der roten, grünen und blauen LEDs in verschiedenfarbigen LED-Glühbirnen unterschiedliche Signale übertragen werden.

Aufgrund seiner Einschränkungen wird Li-Fi nicht alle anderen ersetzen drahtlose Netzwerke. Die Technologie könnte sie jedoch in dicht besiedelten Gebieten ergänzen und an Orten ersetzen, an denen Funksignale auf ein Minimum beschränkt werden müssen, beispielsweise in Krankenhäusern. Oder dort, wo sie nicht funktionieren, zum Beispiel unter Wasser.