Mit jedem technologischen Fortschritt entwickelt sich die Welt weiter und wir erhalten Zugang zu Produkten, von denen die Menschen früher nur träumen konnten. Li-Fi ist eine dieser neuen Technologien, die das Potenzial hat, unsere Kommunikation auf ein völlig neues Niveau zu heben. Bisher nutzten wir Funkwellen zur Kommunikation, doch diese reichen nun nicht mehr aus, um unseren Informationsbedarf zu decken. Um dieses Problem zu lösen, haben sich Forscher entschieden, ganz andere Wellen zu verwenden – Lichtwellen –, die allgegenwärtig und Teil unseres Alltags sind.
Der Begriff «Li-Fi» wurde von Professor Harald Haas von der Universität Edinburgh und Mitbegründer von PureLiFi geprägt. Er stellte die Idee von Li-Fi 2011 in einem globalen TED-Talk vor, der einer Technologie gewidmet war, die dieselbe sichtbare Lichtenergie nutzt, die wir für die alltägliche Beleuchtung verwenden.
Harald Haas, Professor für Mobilkommunikation an der Universität Edinburgh in Schottland, begann im Januar 2010 mit der Forschung zu Li-Fi und gründete später sein eigenes Unternehmen, PureLiFi. Bis Oktober 2011 hatten sich ihm mehrere andere Unternehmen und Branchenverbände angeschlossen und das Li-Fi-Konsortium gegründet, um das Potenzial des funkbasierten drahtlosen Frequenzspektrums auszuschöpfen und dessen Grenzen zu überwinden.
Li-Fi ist eine bidirektionale, schnelle und vollständig vernetzte Datenübertragung mittels Licht. Es handelt sich um eine Form der sichtbaren Lichtkommunikation (VLC) und eine Unterkategorie der optischen drahtlosen Kommunikation (OWC), die zusätzlich zu herkömmlichem WLAN eingesetzt oder dieses vollständig ersetzen kann. Li-Fi gilt zudem als hervorragende Alternative für den Einsatz in Bereichen, die empfindlich auf elektromagnetische Strahlung reagieren, wie beispielsweise Flugzeugkabinen, Krankenhäuser oder Kernkraftwerke, da es keine Störungen verursacht.
Das Frequenzspektrum von Li-Fi ist 10.000 Mal breiter als das von Funkfrequenzen, und in Labortests wurden Geschwindigkeiten von 224 Gigabit pro Sekunde erreicht.
Vor Li-Fi gab es andere VLC-Systeme, die nur unidirektionale Kommunikation ermöglichten. Mit fortschreitender Forschung steigerte sich die Geschwindigkeit von Li-Fi. Im August 2013 gelang es Forschern, die Geschwindigkeit mithilfe einer einfarbigen LED auf 1,6 Gigabit pro Sekunde zu erhöhen. Im April 2014 steigerte das russische Unternehmen Stins Coman die Geschwindigkeit auf 1,25 Gigabyte pro Sekunde mit dem Ziel, fünf Gigabyte pro Sekunde zu erreichen. Später im selben Jahr erhöhte das mexikanische Unternehmen Sisoft die Datenübertragungsrate auf 10 Gigabyte pro Sekunde. Schließlich erreichte die Geschwindigkeit 224 Gigabit pro Sekunde (28 Gigabyte pro Sekunde).
Die Li-Fi-Technologie funktioniert durch das Ein- und Ausschalten von LEDs in extrem schneller Folge, die für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar ist. Das modulierte Licht wird dann von einem lichtempfindlichen Detektor empfangen und in elektronische Form demoduliert.
Da LEDs Halbleiterbauelemente sind, kann sich ihre Helligkeit extrem schnell ändern. Zum Vergleich: Die niedrigste Lichtmodulationsfrequenz beträgt 1 MHz, was immer noch 10.000 Mal höher ist als die Bildwiederholfrequenz unserer Computermonitore. Ein Li-Fi-Adapter enthält sowohl einen Sender als auch einen Sensor für die bidirektionale Kommunikation. Im Gegensatz zu WLAN nutzt er direkte Modulationsverfahren, ähnlich denen von Fernbedienungen.
Die Li-Fi-Technologie funktioniert selbst bei 77.000 Lux im Sonnenlicht einwandfrei. Obwohl das menschliche Auge dies nicht wahrnehmen kann, lässt sich das Licht nachts dimmen. Anders als Fernbedienungen benötigt Li-Fi keine direkte Sichtverbindung. Tatsächlich sind sogar Datenübertragungsraten von bis zu 70 Megabit pro Sekunde möglich, selbst wenn das Licht von Wänden reflektiert wird.
Die Li-Fi-Technologie steht zwar noch vor einigen Herausforderungen, ihr Potenzial ist aber enorm. Zum einen ist ihre Reichweite begrenzt, da sichtbares Licht Wände nicht durchdringen kann. Dafür bietet sie eine deutlich höhere Sicherheit als WLAN, da sie von außen weder angegriffen noch gehackt werden kann.
Eine potenziell interessante Anwendung von Li-Fi sind ferngesteuerte Unterwasserfahrzeuge (ROVs). ROVs nutzen üblicherweise Kabel zur Steuerung und Signalübertragung, wodurch die Reichweite der Signale über größere Entfernungen als die Kabellänge begrenzt ist. Der Einsatz von Li-Fi in Krankenhäusern ermöglicht zudem eine effizientere Informationsübertragung, und die Lichtwellen haben minimale Auswirkungen auf medizinische Geräte und den menschlichen Körper. Auch die Haus- und Gebäudeautomation wird als weiteres Anwendungsgebiet in Betracht gezogen. Da Wellen Wände nicht durchdringen können, sind Gebäude vor Fernzugriffen geschützt.
Viele Unternehmen wie PureLiFi, OLEDComm, Qualcomm, Panasonic, Samsung und Philips arbeiten an der Weiterentwicklung dieser Technologie, um sie für jedermann leicht zugänglich zu machen.
[Quellen: Wikipedia, ScienceAlert, PureLiFi]