Die Daten­über­tra­gung via Licht ent­wi­ckelt sich in „intel­li­gen­ten Fabri­ken“ immer mehr zur Schlüs­sel­tech­no­lo­gie. Neue Tech­no­lo­gien ermög­li­chen Band­brei­ten bis zu 10 GBit pro Sekunde und mit­tel­fris­tig bis zu 100 GB.

Das Fraun­ho­fer-Insti­tut für Pho­to­ni­sche Mikro­sys­teme (IPMS) in Dres­den hat mit dem soge­nann­ten Li-Fi Giga­Dock ein neu­ar­ti­ges licht­ba­sier­tes Kom­mu­ni­ka­ti­ons­mo­dul ent­wi­ckelt. Der Ein­satz in der Indus­trie pas­siert bereits und die Sparte Licht des Fach­ver­bands der Elek­tro- und Elek­tronik­in­dus­trie (FEEI) hat es nun genauer analysiert.
 
High-Speed-Daten­link Li-Fi GigaDock
In Anbe­tracht von aktu­el­len Über­tra­gungs­ge­schwin­dig­kei­ten von rund 10 GBit pro Sekunde und einer mit­tel­fris­tig pro­gnos­ti­zier­ten Stei­ge­rung auf min­des­tens 100 GBit pro Sekunde, hat die Daten­über­tra­gung via Licht, vulgo Li-Fi, enor­mes Poten­zial. Gerade in der Indus­trie 4.0, wo immer mehr Sen­so­ren und Maschi­nen kom­mu­ni­zie­ren und dabei immer grö­ßere Daten­men­gen pro­du­zie­ren, gibt es einen enor­men Bedarf nach schnel­len, fle­xi­blen Übertragungslösungen.
For­scher des Fraun­ho­fer IPMS in Dres­den, das schon seit Jah­ren feder­füh­rend an Li-Fi arbei­tet, haben nun ein neu­ar­ti­ges opti­sches Kom­mu­ni­ka­ti­ons­mo­dul für indus­tri­elle Elek­tronik­kom­po­nen­ten ent­wi­ckelt. Das Li-Fi Giga­Dock ermög­licht dabei den draht­lo­sen Daten­aus­tausch ein­zel­ner Bau­teile über geringe Distan­zen von 1 – 10 cm mit einer Band­breite von der­zeit 10 GBit pro Sekunde. „Kon­ven­tio­nelle Kabel­ver­bin­dun­gen mit Hoch­fre­quenz­ste­ckern, die sehr ver­schleiß­an­fäl­lig sind, kön­nen damit ersetzt wer­den und das spart Kos­ten und erhöht par­al­lel die Zuver­läs­sig­keit und Fle­xi­bi­li­tät“, erklärt Frank Dei­cke, Geschäfts­feld­lei­ter Wire­less Micro­sys­tems am Fraun­ho­fer IPMS.
 
Sichere Schlüs­sel­tech­no­lo­gie für Indus­trie 4.0
Zum Ein­satz kom­men kann das Li-Fi Giga­Dock bei­spiels­weise in Indus­trie­ro­bo­tern. Durch den Weg­fall der Kabel­ver­bin­dun­gen kön­nen sich die Robo­ter­arme belie­big in jede Rich­tung dre­hen, was die Ver­wen­dung von Werk­zeu­gen mas­siv ver­bes­sert und ihren Bewe­gungs­spiel­raum ver­grö­ßert. Zudem gewähr­leis­tet es eine sehr sichere Daten­über­tra­gung, weil Licht keine Mau­ern durch­dringt. Die hohen Daten­durch­satz­ra­ten über das Li-Fi Giga­Dock ermög­li­chen zudem auch Video­da­ten­über­tra­gung in Echtzeit.
„Die Vision von Indus­trie 4.0 lau­tet ja : Sen­so­ren erfas­sen Daten und sen­den diese an die Cloud, wo sie in Echt­zeit von Algo­rith­men ver­ar­bei­tet wer­den, um damit wie­derum in Echt­zeit den Pro­duk­ti­ons­pro­zess zu steu­ern und zu opti­mie­ren. Vor­aus­set­zung dafür sind aller­dings mög­lichst hohe Daten­über­tra­gungs­ra­ten, was Li-Fi zu einer Schlüs­sel­tech­no­lo­gie für Indus­trie 4.0 macht“, betont Deicke.
 
Seri­en­reife und reale Einsatzszenarien
Das Li-Fi Giga­Dock-Kom­mu­ni­ka­ti­ons­mo­dul kann Anga­ben zufolge sehr ein­fach und kos­ten­güns­tig in bestehende Maschi­nen und Indus­trie­sys­teme inte­griert wer­den. „Nam­hafte Indus­trie­fir­men befin­den sich damit im Test­be­trieb, in eini­gen Nischen kommt es bereits regu­lär zum Ein­satz“, ergänzt Dei­cke. Mit der gene­rel­len Seri­en­reife rech­net er in zwei bis drei Jah­ren. Bereits zur Seri­en­reife gebracht wurde am Fraun­ho­fer IPMS indes ein ande­rer For­schungs­schwer­punkt der Li-Fi-Tech­no­lo­gie : Mit Li-Fi Hot­Spots wer­den der­zeit WLAN und Ether­net-Kabel­ver­bin­dun­gen am Insti­tut, das mehr als 300 Mit­ar­bei­ter beschäf­tigt, ersetzt.