Mobile World Congress 03. Mrz 2023 Von Gerhard Kafka

Lifi: Kommunikation mit Licht erhöht die Sicherheit für Militär und Industrie

Die Kommunikation mit sichtbarem und infrarotem Licht spielte bislang eher eine untergeordnete Rolle. Das könnte sich jetzt ändern, denn Lifi erreicht nicht nur militärtaugliche Sicherheit, sondern auch schnelle und zuverlässige Kommunikation selbst unter Wasser.

LiFi ermöglicht die Kommunikation mit Schiffen und Robotern auch unter Wasser.
Foto: Trimatiz Ltd

Eine Prognose der renommierten Marktforscher des McKinsey Global Institute lässt die Fachwelt aufhorchen: Vermutlich nur 70 % des globalen Bedarfs an drahtlosen digitalen Verbindungen können bis 2030 mit den existierenden Funkfrequenzen und den damit verbundenen Technologien zufriedenstellend bereitgestellt werden. Das gilt selbst dann, wenn man Weiterentwicklungen wie 5G und Wifi 6 berücksichtigt.

Denn traditionelle Funktechnologien sowohl im öffentlichen (WAN) als auch privaten Bereich (LAN) werden zunehmend durch Überlastung und Interferenzen beeinflusst, sodass die Kundenzufriedenheit mit der Zeit immer mehr sinkt. Darüber hinaus erhöhen sich auch die Sicherheitsbedrohungen stetig. All das eröffnet der bislang eher wenig beachteten Technologie Lifi deutliche Marktchancen. In Anlehnung an Wifi steht Lifi für „light fidelity“ und umfasst die Kommunikation mit sichtbarem und infrarotem Licht.

Kommunikation mit Licht – die historische Entwicklung bis zu Lifi

Die Vision, dass Milliarden von Glühlampen sowie Straßenlaternen auch als drahtlose Hotspots benutzt werden können – allerdings mit wesentlich höheren Datenraten als Wifi – wird heute zur Realität.
Die Anwendungen der Kommunikation mit sichtbarem Licht reichen weit zurück: Sie wurde bereits 800 v. Chr. mit Leuchtfeuern praktiziert und erreichte 280 v. Chr. mit dem Leuchtturm von Alexandria einen ersten Höhepunkt. 400 v. Chr. benutzten die Griechen polierte Schilder als Heliografen und 1880 haben Graham Bell und Charles Tainter das Photophone, ein drahtloses Lichttelefon, erfunden. Dies sind nur einige Beispiele aus der Urzeit der Lichtkommunikation.
Die Neuzeit beginnt im März 1976, als Erhard Werner, Mitarbeiter von Sennheiser electronic, im Rahmen der „Audio Engineering Society Convention“ in Zürich in seinem Vortrag über die drahtlose Tonübertragung mit infrarotem Licht für Studioanwendungen berichtet hat. Im November 1979 veröffentlichte der wissenschaftliche IBM-Mitarbeiter Fritz R. Gfeller den Beitrag „Wireless in-house data communication via diffuse infrared radiation“ in Proceedings of the IEEE (Volume: 67, Issue: 11) über Infrarotkommunikation und wird deshalb als eigentlicher Vater von Lifi betrachtet.
Danach wurde die Kommunikation mit LED-Lampen als Sender und Fotodioden als Empfänger 2005 von Suat Topsu in einem Labor der Universität Versailles erfunden. Als Spin-off gründete Topsu 2012 Oledcomm und fungiert heute noch als deren Präsident. Die ersten Produkte erreichten bereits Datenraten bis zu 50 Mbit/s. Und in Labortests wurde gezeigt, dass theoretische Geschwindigkeiten bis zu 224 Gbit/s möglich sind. Auf der Consumer Electronics Show (CES) 2014 demonstrierte Oledcomm bereits das erste Lifi-taugliche Smartphone.
Im August 2007 erschien in VDI nachrichten der Artikel „Alternative zum Lampentausch“ mit der Erklärung: Lifi steht für „light fidelity“, allerdings im Zusammenhang mit einer damals neuartigen Projektionslampe. Vielleicht hat Harald Haas, deutscher Forscher für mobile Kommunikation an den Universitäten Bremen und Edinburgh, auch diesen Beitrag gelesen. Nachweislich hat er nämlich 2011 im bei einer Vorführung auf der Konferenz „TedGlobal Talk“ den Begriff Lifi geprägt. Haas ist Mitbegründer von pureLiFi Ltd. und fungiert heute als deren Chefentwickler.
Weil Lifi weiterhin ein Schattendasein führte, gründeten im Juni 2019 elf Unternehmen, darunter Lucibel, Nokia, pureLiFi und Velmenni in Luxemburg die Light Communications Alliance (LCA) , um damit den Lifi-Absatz global zu fördern. Die Mission hinter der Allianz: einen konstanten, fokussierten und präzisen Ansatz zur Weiterbildung des Marktes voranzutreiben, um die Vorteile, Anwendungsfälle und Zeitpläne der Lichtkommunikation hervorzuheben.
2022 legte der Student Tobias Hlobil seine Masterarbeit „Ermittlung der Innovationswiderstände für die flächendeckende Einführung der Light-Fidelity Technologie“ vor. Als den größten Innovationswiderstand identifiziert er darin die fehlende Integration der Hardware in die Endgeräte. Die mangelnde Endgerätekompatibilität führt dazu, dass die Nutzung nur mit Dongle möglich ist. Dies ist mit Smartphones wenig praktikabel und je nach Hersteller gar nicht möglich. Darüber hinaus nutzen die einzelnen Hersteller Lösungen, die miteinander nicht kompatibel sind.

So weit ist die Entwicklung des 5G-Nachfolgers

Lifi: Kollisionsfreie Kommunikation

Lifi bietet nicht nur inhärente militärtaugliche Sicherheit, sondern auch schnelle, zuverlässige und kollisionsfreie Kommunikation, die in Verbindung insbesondere mit neuen Technologien wie 6G und Wifi 7 spürbare Verbesserungen erfährt. „Lifi ist bereit, das Verbindungsdefizit aufzunehmen und die Funknetze damit zu erweitern, zu verbessern und deren Sicherheit zu erhöhen“, sagt Alistair Banham, CEO von pureLiFi. Egal, ob das dazu diene, ein sicheres Homeoffice zu unterstützen, Gamern eine neue Perspektive zu eröffnen, oder ob es Serviceprovidern dazu verhelfe, die 5G-Vorteile auch neuen Kunden anzubieten. „Wir haben bereits mehrfach demonstriert, dass die Anwendungen für Lifi breit gestreut sind, unsere Technologie vielseitig einsetzbar ist und pureLiFi für bessere Verbindungen bereitsteht.“

Die Marktforscher von MarketsandMarkets haben kürzlich in ihrem Report „FSO & VLC/Li-Fi Market“ für diesen Bereich ein Wachstum von 3,3 Mrd. $ in 2023 auf 18,2 Mrd. $ in 2028 prognostiziert – das entspricht einer jährlichen Steigerung um 40,3 % in diesem Zeitraum.

Lifi auf dem Mobile World Congress

Den diesjährigen Mobile World Congress (MWC) in Barcelona nutzten gleich drei gewichtige Lifi-Hersteller, um den Besuchern die jüngsten Weiterentwicklungen der Lichtkommunikation vorzustellen: das Fraunhofer-Institut, Oledcomm und pureLiFi. Fraunhofer zeigt die Verknüpfung von Lifi-Technologie und Quantenkryptografie, bei Oledcomm gab es unter anderem das Lifi-kompatible Tablet „LiFiMAX Tab“ zu sehen und das Unternehmen pureLiFi erregte mit der einbaufähigen Lichtantenne „Light Antenna ONE“ Aufsehen.