Wenn Harald Haas Recht hat, werden wir in wenigen Jahren alle über unsere Glühbirnen das Internet erreichen.
Haas, Professor für Mobilkommunikation an der Universität von Edinburgh in Schottland, setzt sich seit Jahren dafür ein, dass Daten über LED-Lampen übertragen werden können. Jetzt hat er ein Arbeitsmodell eines „Li-Fi“ -Systems erstellt.
In einem kürzlich von TED gehaltenen Vortrag demonstrierte Haas einen dieser Li-Fi-Prototypen und übertrug ein Video von einer im Laden gekauften LED-Lampe auf eine Solarzelle zu einem Laptop.
„Li-Fi ist im Wesentlichen dasselbe wie Wi-Fi, außer einem kleinen Unterschied: Wir verwenden LED-Leuchten um uns herum, um die Daten drahtlos zu übertragen, anstatt Radio zu verwenden“, sagt Haas.
Herkömmliches Wi-Fi verwendet Funksignale, um Daten an Geräte wie Telefone und Laptops zu übertragen. Derzeit überträgt Wi-Fi etwa die Hälfte der weltweiten Internetübertragungen. Es wird erwartet, dass dieser Prozentsatz in den kommenden Jahren zunimmt, wenn mehr Menschen online gehen und das „Internet der Dinge“ (Objekte mit Internet-Konnektivität, von fernprogrammierbaren Kaffeemaschinen bis hin zu intelligenten Autos) zunimmt. Einige Experten, darunter auch Haas, befürchten, dass dies zu einem so genannten „Spectrum Crunch“ führen wird, bei dem Wi-Fi-Netzwerke bei starker Nachfrage langsamer werden.
"Funkfrequenzen reichen nicht aus", sagt Haas. „Es ist stark frequentiert, es ist sehr überfüllt… wir sehen, dass es sehr langsam ist, wenn wir zu Flughäfen und Hotels gehen, wo viele Menschen auf das mobile Internet zugreifen möchten. Ich habe das vor 12, 15 Jahren gesehen und mir überlegt, wie man Daten besser drahtlos überträgt. “
Die Idee, Daten über das sichtbare Lichtspektrum zu übertragen, ist nicht neu. Alexander Graham Bell übertrug 1880 mit einem Fotophon, einer Art solarbetriebenem Funktelefon, Schall über einen Sonnenstrahl. In den letzten Jahrzehnten haben sich eine Reihe von Forschern mit der Verwendung von sichtbarem Licht zur Datenübertragung befasst.
Was Haas jedoch als Schlüssel zu Li-Fi erkannte, war die Verwendung einfacher LED-Lampen für die Datenübertragung. Als Haas zum ersten Mal nach alternativen Funksystemen suchte, verbreiteten sich LED-Lampen aufgrund ihrer Energieeinsparungen gegenüber herkömmlichen Glühlampen zunehmend in Privathaushalten. LED-Lampen werden von einem Fahrer gesteuert, der das Licht schnell dimmen oder ein- oder ausschalten kann. Haas vermutete daher, dass Daten in subtilen, für das menschliche Auge nicht wahrnehmbaren Helligkeitsverschiebungen des Lichts codiert werden könnten.
Also experimentierten Haas und seine Schüler mit einer IKEA-Lampe und ersetzten ihre Glühlampe durch eine LED-Lampe. Schließlich schufen sie ein funktionierendes Sende- und Empfangssystem mit der Lampe und einem Solarpanel. Passenderweise wurde ihre Forschung in einem Gebäude der Universität von Edinburgh durchgeführt, das nach dem in Schottland geborenen Alexander Graham Bell benannt ist.
Li-Fi ist viel schneller als Wi-Fi. In jüngsten Experimenten ist es Forschern gelungen, Li-Fi-Geschwindigkeiten von bis zu 224 Gigabit pro Sekunde zu erreichen. Bei dieser Geschwindigkeit kann eine Person in einer Sekunde fast 20 Filme in voller Länge herunterladen. Laut Haas 'Forschungen kann Li-Fi eine 1000-mal höhere Datendichte als Wi-Fi erreichen, da Li-Fi-Signale im Gegensatz zu den diffuseren Funksignalen in einem kleinen Bereich enthalten sind.
Li-Fi sei nicht nur schneller als Wi-Fi, sondern auch sicherer, so Haas. Während Wi-Fi-Signale durch Wände geleitet werden können (sodass Ihre Nachbarn Ihre Verbindung „teilen“ können), können Li-Fi-Heimsignale durch Ziehen der Vorhänge in Innenräumen aufbewahrt werden. Das System würde auch nicht bedeuten, dass Sie Ihr Licht immer eingeschaltet halten müssen, sagt Haas - Lampen könnten so gedimmt werden, dass sie nicht mehr funktionieren, aber dennoch Daten übertragen.
Jetzt hat das Haas-Unternehmen pureLiFi mit der Massenproduktion von Li-Fi-Routern für eine begrenzte Firmenkundschaft begonnen. Sie hoffen, sie in den nächsten Jahren auf einen breiten Markt zu bringen. Li-Fi könnte in den nächsten zwei Jahren den Weg in die gewerbliche und industrielle Nutzung finden. Von dort kann es nicht lange dauern, bis es seinen Weg in die Häuser findet. Das System kann problemlos jedes Gerät mit einem LED-Licht vernetzen - einen Wasserkocher, einen Backofen. Letztendlich könnte dies die Ära des Internets der Dinge viel schneller herbeiführen. Für Haas ist Li-Fi auch eine Möglichkeit, das Internet mithilfe von Sendern auf Hügeln und Sonnenkollektoren auf dem Dach an entfernte Orte zu bringen. LED-Straßenlaternen könnten sogar verwendet werden, um ein Netzwerk von Li-Fi-Geräten für den Außenbereich zu bilden, sodass Sie bei einem Spaziergang durch die Stadt in Verbindung bleiben können.
Wie schnell sich Li-Fi ausbreiten könnte, bleibt unklar. "Die Li-Fi-Technologie bietet daher zahlreiche Vorteile, aber es gibt einige Hindernisse, die überwunden werden müssen, bevor sie zu einem allgegenwärtigen Bestandteil unseres Lebens wird", schreiben Forscher vom St. Xavier's College in Kolkata, Indien. Zu diesen Barrieren gehört die Tatsache, dass Li-Fi aufgrund von Nebel oder anderen Bedingungen weniger leistungsstark ist, wenn das Licht blockiert wird. Dennoch, so heißt es in der Zeitung, soll die Li-Fi-Branche bis 2018 einen Wert von 6 Milliarden US-Dollar haben.
Haas und sein Team sind nicht die einzigen, die mit Li-Fi experimentieren. Chinesische Forscher haben ebenfalls einen grundlegenden Li-Fi-Prototyp entwickelt, der mehrere Laptops mit einer LED-Lampe versorgt. Das Fraunhofer-Institut, eine deutsche Forschungsorganisation, hat ebenfalls an Li-Fi-Hotspot-Prototypen gearbeitet. Sogar die NASA hat kürzlich Pläne angekündigt, die potenziellen Anwendungen von Li-Fi in der Raumfahrt zu untersuchen.
„Die Glühlampe liefert Beleuchtung“, sagt Haas. „In 20 Jahren hat die [LED] Glühbirne wird Hunderte von Anwendungen liefern. "
