Daten im Licht - Li-Fi: Das Glasfaserkabel aus der Luft

Optische Datenübertragung könnte unseren Hunger nach schneller Datenübertragung stillen – ohne Glasfaser und Funk.

Künstliche Lichtquellen sind allgegenwärtig – Daten auch. Was liegt also näher, als beide zu verbinden und Daten mit Licht zu übertragen? Auf den ersten Blick wirkt der Gedanke abwegig, schliesslich hat sich Funk zur Datenübertragung bis heute bewährt. Bei näherem hinsehen spricht indes einiges für die sogenannte Li-Fi-Technologie («Light-Fidelity»), denn bis 2020 sollen rund 50 Milliarden Geräte ans Internet angeschlossen werden, wie der deutsche Wissenschaftler Harald Haas in einem TED-Vortrag ausführte.

Bestehende Infrastruktur nutzen

Der Energiebedarf für Antennen und Wlan-Funker wird gewaltig sein, ausser, wir nutzen nach Möglichkeit die bereits existierende Infrastruktur – zum Beispiel Lampen, die sowieso leuchten. Durch einen sehr schnellen Helligkeitswechsel, der für uns nicht wahrnehmbar ist, können sie Daten auch übertragen. Harald Haas demonstrierte das Prinzip dieser optischen Datenübertragung mit einer handelsüblichen LED-Lampe und einem kleinen Solarpanel, das als Empfänger fungierte. Mit dieser Einrichtung streamte er ein Video in hoher Qualität auf ein Notebook.

So funktioniert Li-Fi

Ein Modulator im Sender schaltet eine Leuchtdiode (LED) sehr schnell ein und au und wandelt so elektrische Impulse in Optische um. Eine Fotodiode dient als Empfänger. Sie nimmt das Licht auf und wandelt es in eine elektrische Spannung zurück. Voraussetzung dafür ist der direkte Sichtkontakt zwischen Sender und Empfänger.

Neben dem vergleichsweise geringen Energiebedarf bietet Li-Fi weitere Vorteile:

• Grosse Sicherheit: WLAN-Verbindungen können Ziel von Angriffen von aussen sein. Bei Li-Fi ist das schwieriger, weil ein Angreifer im selben Raum sein muss, da Licht im Gegensatz zu Radiofrequenzen Wände nicht durchdringen kann.
• Hohe Geschwindigkeit: Unsere Netze werden immer schneller. Radiofrequenzen können aber nur eine begrenzte Menge an Datensätzen in einer bestimmten Geschwindigkeit übertragen. Li-Fi ermöglichte eine höhere Bandbreite, dadurch ist eine schnellere Datenübertragung möglich. Bei einem Li-Fi-Hotspot des Fraunhofer Instituts sind es beispielsweise 1 GB/s auf eine Distanz von bis zu 30 Metern.
• Keine Interferenzen: Li-Fi kann Internet an Orte bringen, wo Funksignale wegen der elektromagnetischen Verträglichkeit problematisch sind, zum Beispiel in einem Krankenhaus oder in einem Flugzeug.

Potential ist vorhanden

Li-Fi ist gerade den Kinderschuhen entwachsen, erste Hersteller springen auf den Zug auf. Philips etwa will verschiedene Lampen Li-Fi-tauglich machen.

Dass die Technologie schon bald auf breiter Basis dem bewährten Wlan den Rang ablaufen wird, ist aber unwahrscheinlich. Zwei Nachteile wiegen schwer: eingeschränkte Reichweite und beschränkte Stabilität.

Licht kann nicht durch Gegenstände scheinen: Wenn ein Benutzer nun beispielsweise mit dem Rücken zu einer Li-Fi-Lampe sitzt, kann der Sensor das Licht bzw. die Daten nicht mehr empfangen.

Als Ergänzung zum Funk bei stationären Installationen im Internet der Dinge und in der Industrie wird Li-Fi aber sicher bald zum Alltag gehören – und gehört es in gewisser Weise schon seit Jahrzehnten: Die Fernbedienungen auf unseren Wohnzimmertischen übertragen ihre Steuerbefehle ebenfalls mit unsichtbarem Licht an die Geräte, einfach nur in einer Richtung und mit viel kleineren Datenmengen als das mit Li-Fi möglich ist.