Per Lampe ins Internet

Li-Fi statt Wi-Fi: Künftig sollen Daten vermehrt mit Licht statt per Funk übertragen werden. Davon erhoffen sich Forscher mehr Sicherheit und schnellere Verbindungen.

Wenn die Daten aus der Lampe kommen: Konzeptskizze eines lichtbasierten Netzwerks.

Wenn die Daten aus der Lampe kommen: Konzeptskizze eines lichtbasierten Netzwerks. Bild: Disney Research, ETH (pd)

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Wer im Wohnblock lebt, kennt das Problem: Dutzende von W-LAN-Netzwerken streiten um einen Platz im Frequenzband. Und sichert man sein Netzwerk nicht richtig, ist der eigene Internetverkehr für alle Teilnehmer im Umkreis abhörbar. Beides sind Probleme, die lichtbasierte Kommunikation lösen könnte. Eine wachsende Anzahl von Forschern arbeitet derzeit am nächsten grossen Ding in der digitalen Kommunikation. Auch Apple soll bei seinen iPhones bereits mit lichtbasierter Datenübertragung experimentieren.

Dabei gibt es verschiedene Ansätze, Daten mit Licht zu übertragen. Der einfachste: eine Lichtquelle sehr schnell ein- und ausschalten. Komplexere Lösungen übertragen Daten durch minimale Veränderungen in der Farbzusammensetzung des Lichts, statt nur durch simples Ein/Aus. Kopfschmerzen durch flackerndes Licht muss der Nutzer dabei keine fürchten: «Die Veränderungen am Licht sind so minimal, dass Menschen sie nicht wahrnehmen», wie Informatikprofessor Thomas R. Gross erklärt, der an der ETH Zürich zum Thema forscht.

Die Lampe wird zum Router

Je nach eingesetzter Technologie kann solche Kommunikation mit sichtbarem Licht (VLC) schnellere oder eher geringe Übertragungsraten erzielen, ist günstig umsetzbar oder benötigt teurere Hardware. Laut Gross lassen sich zum Beispiel billige, handelsübliche LED-Lampen übertragungsfähig machen. Mit Verbindungen, die für Internetanwendungen wie Video zu wenig Bandbreite bieten, wären sie aber eher für das Internet of Things geeignet. Das heisst, etwa Haushaltsgeräte, die Daten austauschen.

VLC sollen aber künftig auch WLAN Konkurrenz machen. Vertreter der Technik «Light Fidelity» (Li-Fi) wollen bald lichtbasierte Zugangspunkte bauen, die bei der Geschwindigkeit mit aktuellen Wi-Fi-Verbindungen mithalten können, ohne teurer zu sein. Ein indisches Jungunternehmen verspricht gar deutlich schnellere Datenübertragung als mit aktuellem WLAN: Ein Gigabyte pro Sekunde soll per Lichtverbindung möglich sein. Unter Laborbedingungen komme man auf noch deutlich höhere Geschwindigkeiten.

Kein Signal vom Nachbar

Preis und Datenrate sind die entscheidenden Argumente, wenn es um die Wahl einer Netztechnologie geht. Bei VLC kommt aber ein entscheidender Unterschied zu Wi-Fi hinzu: VLC-Geräte funken nicht, sie leuchten. Und sichtbares Licht macht schon bei einem geschlossenen Vorhang halt, statt noch bis ins Nachbarhaus hinüberzudringen. Je nach Anwendung ist dies Vor- oder Nachteil der Technologie. Das eine ist die Entlastung des Äthers: Immer mehr Daten über Funk durch die Luft zu schleusen, sorgt zunehmend dafür, dass radiobasierte Kommunikation in Ballungszentren an physische Grenzen stösst. Zu viele WLAN stören sich gegenseitig. So warnte bereits die US-Telecombehörde FCC vor einer drohenden Überlastung.

Hier sieht auch Thomas Gross den Vorteil von VLC: «Das Radiospektrum ist schon extrem besetzt. Mehr übertragene Daten bedeuten, dass Sie mehr Antennen und mehr Rechenleistung brauchen.» Ganz anders sieht es derzeit beim Licht aus: «Das Lichtspektrum ist riesig, und hier hat sich noch niemand ausgebreitet.»

Störenfriede aussperren

Hinzu komme die Sicherheitsfrage: Daten lassen sich nur dann austauschen, wenn eine Sichtverbindung besteht – Signale bleiben also auf Wunsch auf das Innere eines Gebäudes beschränkt. Das könne ein grosser Vorteil sein, zum Beispiel in der drahtlosen Steuerung von Industriemaschinen. «Ein Konkurrent nebenan hat dann keine Möglichkeit, zu stören oder sich einzuklinken», so Gross.

Lichtbasierte Netze könnten auch für Konsumenten interessant sein. So haben handelsübliche Smartphones bereits einen Helligkeitssensor eingebaut, der Lichtsignale verarbeiten liesse. Für den Einsatz im Alltag sind allerdings noch handfeste praktische Probleme zu lösen. Wie dass sich ein Smartphone nicht in der Hosentasche befinden darf, wenn eine dauernde Verbindung mit dem Netz bestehen soll. Der Nutzer müsste es jeweils so halten, dass es mit einem Zugangspunkt kommunizieren kann. Auch wäre in jedem Raum einer Wohnung mindestens eine vernetzte Lichtquelle nötig.

Kein WLAN-Killer

Das sorgt laut Thomas Gross dafür, dass beispielsweise für Nachrichtenapps radiobasierte Kommunikation nach wie vor die bessere Wahl sei. Er rechnet denn auch mit einem Nebeneinander der Technologien. «Wi-Fi wird auf absehbare Zeit nicht abgelöst – es läuft auf eine Kombination hinaus.» Das liege auch daran, dass Wi-Fi so etabliert und verbreitet sei. Geschätzte sieben Milliarden Geräte mit Wi-Fi sind weltweit im Einsatz. Bis 2019 sollen es über zehn Milliarden werden.

Trotz vieler Initiativen ist VLC momentan noch Zukunftsmusik. Thomas Gross rechnet erst innert den nächsten drei Jahren mit den ersten echten Produkten. Und das nicht zwingend in Privathaushalten. (Tagesanzeiger.ch/Newsnet)

Erstellt: 14.10.2016, 17:36 Uhr

Video

Mit Visible Light Communication (VLC) befasst sich in Zürich ein Forschungsteam im Rahmen einer Kooperation von ETH und Disney Research. Ein Paper in der Videozusammenfassung:

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