Smart Lighting/Visible Light Communications (VLC)

Geschichte

Die ersten VLC-Geräte wurden im Jahre 2003 in den Nakagawa Laboratorien der Keiō-Universität in Japan entwickelt. Im Januar 2010 gelang es einem Forscherteam der Firma Siemens und des Fraunhofer Heinrich-Hertz-Instituts in Berlin, über weiße LEDs Daten mit bis zu 500 MBit/s über eine Strecke von 5 Metern zu übertragen. Eine Standardisierung erfolgt in IEEE 802.15.7.

Im Jahr 2015 hat Philips Lighting VLC zur Marktreife entwickelt und auf Basis der Technologie ein Indoor Positioning System (IPS) entwickelt, das neben Richtungsangaben auch Notification und Analytics umfasst. Philips nutzt dafür eine Kombination aus Visible Light Communications Technologie, Bluetooth und den Inertialsensoren von Smartphones. Die Technologie ist in verschiedenen Supermärkten in Frankreich und Deutschland im Einsatz.

Erklärung

Visible Light Communication, kurz VLC, ist eine Technik, bei der sichtbares Licht für die Datenkommunikation benutzt wird. Die Idee ist, die vorhandene Raumbeleuchtung für „optischen Funk“ bzw. „Optical Wireless“ zu nutzen. Hierfür gibt es viele unterschiedliche Begriffe.

• optischer Richtfunk
• optische Freiraumkommunikation (OFK) / Free-Space Optical Communication (FSO)
• Visible Light Communication (VLC)

Die verschiedenen Begriffe gehen auf unterschiedliche Initiativen und Organisationen zurück, die hierfür Techniken und Systeme entwickeln oder entwickelt haben. Letztlich ist damit immer Datenkommunikation mittels Licht im sichtbaren Spektrum gemeint. VLC-Systeme werden typischerweise unter dem Begriff Light Fidelity, kurz LiFi, geführt. LiFi ist die Ideen, durch Deckenlampen nicht nur Licht zur Beleuchtung, sondern auch zur Datenübertragung über kurze Distanzen abzustrahlen.

Technik

Bei der Visible Light Communication (VLC) werden die Daten mit sichtbarem Licht übertragen. Der Sender erzeugt das Licht, in dem das Datensignal moduliert ist, mit LEDs. Der Empfänger wandelt mit einem Photodetektor das im Licht enthaltene Datensignal wieder in elektronische Impulse um. Die Übertragung erfolgt als gepulstes Licht (an-aus-an-aus), dass so schnell ist, dass es für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar ist. Die Übertragungstechnik funktioniert ähnlich wie bei Funkwellen. Die Nutzung der optischen Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums kennt man von Glasfaserleitungen. Auch in der Richtfunktechnik gibt es optische Lösungen, bei denen mittels Laserstrahlen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen realisiert werden.

Sicherheit

Im Vergleich zu WLAN bietet VLC eine höhere Datensicherheit. Ein Funksignal kann durch Wände hindurch empfangen werden. Die Kommunikation ist außerhalb von Gebäuden abhör- und manipulierbar. Bei einer VLC-Übertragung wäre das nicht möglich, da die Reichweite auf einen Raum begrenzt ist und das Lichtsignal durch Fenster hindurch zu stark gedämpft wird. Ansonsten gelten die selben Schwachstellen wie bei Funk auch. Wer das Signal empfangen kann, kann die Kommunikation aufzeichnen.