Dr. Alexander Noack, Fraunhofer IPMS »Mit Funk wäre das aktuell nicht umsetzbar«

LiFi-Technik kann aufgrund der offenen und ungeschützten Übertragungsstrecke nicht als robust eingestuft werden. Trotzdem wurde die Technik um TSN-Funktionen für zeitkritische Datenübertragung erweitert.
LiFi-Technik kann aufgrund der offenen und ungeschützten Übertragungsstrecke nicht als robust eingestuft werden. Trotzdem wurde die Technik um TSN-Funktionen für zeitkritische Datenübertragung erweitert.

Das Fraunhofer IPMS hat LiFi-Technik um TSN-Funktionen erweitert. Welche Anwendungsfelder sind realistisch? Und welche Perspektiven hat die Technik? Antworten gibt Dr. Alexander Noack, Gruppenleiter optische Systeme am Fraunhofer IPMS.

Herr Noack, Echtzeitfähigkeit mit einer offenen Übertragungsstrecke ist nur bedingt ausfallsicher. Wo sehen Sie realistische Anwendungsbereiche für TSN über LiFi?

Dr. Alexander Noack: Überall, wo Echtzeitfähigkeit gefordert ist und eine Kabelverbindung entweder zu teuer oder technisch nicht umsetzbar ist. Mit aktuellen Funktechniken sind harte Echtzeitanforderungen, wie sie zur Maschinensteuerung benötigt werden, meines Wissens nicht umsetzbar. Versuche dafür hat es gegeben, bisher ist man damit aber eher auf die Nase gefallen. Für LiFi und TSN spricht neben der Echtzeitfähigkeit auch die hohe Datenrate. Standard bei industriellen Feldbussen sind aktuell einige hundert Mbit pro Sekunde. TSN über LiFi erreicht Gigabit-Datenraten.

Konkretes Interesse gibt es aus der Automobilindustrie. Eine moderne Fertigungshalle wird darauf ausgelegt, innerhalb von wenigen Monaten umgerüstet zu werden. Dafür wollen die Anlagenbetreiber so weit wie möglich auf verkabelte Fertigungsmaschinen verzichten – nicht nur aus Mobilitätsgründen, sondern auch aufgrund der hohen Verkabelungskosten. Wird eine Maschine verrückt, muss lediglich der Lichtkanal des Senders neu justiert oder ein zusätzlicher Access-Punkt installiert werden. Das ist über ein übliches Ethernet-Kabel möglich. LiFi ist aber kein Allheilmittel für die industrielle Vernetzung. Wenn Sie mit Kabel oder Funk arbeiten können, dann nehmen Sie am besten auch Kabel oder Funk. Wo das nicht möglich ist, können wir mit LiFi und neuerdings auch mit echtzeitfähigem LiFi aushelfen. Die Technik hat aber hohes Potenzial für ein breiteres Anwendungsgebiet.

Wie lösen sie das Problem der offenen Übertragungsstrecke?

Noack: Dafür gibt es kein Patentrezept, und das ist auch der einschränkende Faktor für das Anwendungsfeld. Die Übertragungsstrecke zwischen Sender und Empfänger muss frei bleiben. Die LiFi-Hotspots werden in der Regel unter der Decke montiert und der Lichtspot auf einen Empfänger an der Maschine ausgerichtet. Ein Aufbau mit Empfänger am frei beweglichen Roboterarm ist also nur eingeschränkt möglich. Dafür müssen andere Lösungen gefunden werden.

Wer treibt LiFi aktuell voran?

Noack: Im Bereich der Consumer-Elektronik sind es vor allem Oledcomm aus Frankreich, PureLiFi aus Großbritannien und Signify, die ehemalige Lichtsparte von Philips. Im industriellen Bereich gibt es noch Pepperl+Fuchs, die datenübertragende ­ Lichtschranken entwickeln, und aus der indus­trienahen Forschung arbeitet das Fraunhofer-­Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut, HHI, an der Technik. Soweit ich weiß, sind wir aktuell der einzige Anbieter, der mit ­LiFi Daten in harter Echtzeit und mit Gigabit-­Rate übertragen kann.

Wie steht es um Car2X-Kommunikation?

Noack: Das ist mit LiFi prinzipiell möglich und wird von der Automobilindustrie auch angefragt. Wirklich angenommen ist es aber noch nicht. Unsere letzten Forschungsprojekte dazu stammen von Anfang 2019. Seitdem ist es Interesse zurückgegangen. Sicherlich hat es auch mit der wirtschaft­lichen Situation zu tun, in der viele Unternehmen ihre Investitionen in neue Projekte zurückfahren und erstmal Arbeitsplätze absichern wollen.

Wo sehen Sie für 2020 die größten Aufgaben in der Weiterentwicklung von LiFi?

Noack: Zweifellos darin, die Technik und Anwendungsmöglichkeiten bekannter zu machen. Es gibt noch viele Entscheidungsträger, die mit LiFi noch gar nicht in Berührung gekommen sind. Das muss sich möglichst schnell ändern. Aus technischer Sicht sind die nächsten Schritte, die Hotspots zu verkleinern und natürlich die stete Bemühung nach höherer Datenrate und Reichweite. Für uns kommt mit Blick auf 2020 noch hinzu, den TSN-Standard vollumfänglich zu implementieren. Er wurde erst im Sommer 2019 vollständig definiert, daher gibt es hier für uns noch etwas Arbeit.