update.basiswissen

  • Schrift vergrößern
  • Standard-Schriftgröße
  • Schriftgröße verkleinern

Sprechendes Licht

E-Mail Drucken PDF

Sprechendes Licht – Revolution der Kommunikation?

Schon jetzt gibt es Engpässe in den Mobilfunknetzen. Immer mehr Teilnehmer wollen immer höhere Datenübertragungsraten. Und die Funkdienste stoßen dabei an Kapazitätsgrenzen der Funknetze.
Bei der Zuteilung der Funkfrequenzen ist man inzwischen schon im Gigahertzbereich angelangt.


Wenn man sich das „Elektromagnetische Spektrum“ ansieht, so erkennt man, dass links an den Gigahertzbereich der Teraherzhertzbereich und damit auch das sichtbare Licht anschließt.


 

Dass man mit Licht Sprache und natürlich auch Daten aller Art übertragen kann, weiß man schon sehr lange.

Graham Bell meldete schon 1880 sein Photophon zum Patent an. Hierbei wurde Sonnenlicht über einen Reflektor und ein Linsensystem auf eine akustisch besprochene Membran geworfen. Empfangen wurde mit einem Selen-Detektor und einem Telefonhörer.



Das
Photophon funktionierte folgendermaßen: Das Sonnenlicht, welches von schräg oben kommt, wird durch eine Linse gebündelt und fällt auf eine Membrane, die ein Sprecher durch die Schallwellen in Schwingungen versetzt. Damit werden die Schallschwankungen in Lichtschwankungen umgewandelt. Eine weitere Linse erzeugt daraus wieder Parallelstrahlen, die auf eine Selenzelle fallen. Diese wandelt die Lichtschwankungen (Helligkeitsschwankungen) wieder in elektrische Schwingungen um, welche in einem Telefonhörer in Schall umgewandelt werden und so zu hören sind. (Bild aus Wiki)

Von „Lichtfernsprechen“ wurde im deutschen militärischen Bereich schon vor 1900 gesprochen.

1903/04 wurden mit einer Lichtsprech-Telefonie-Verbindung bereits 14,4 km überbrückt.

Als Empfänger diente eine Selenzelle in einem 90 cm Parabolspiegel. Als Sender wurde ein modulierter Kohlebogenlichtstrahl in einem 60 cm Marinescheinwerfer verwendet.


Leuchtdioden sind für solche Lichtschwankungen besonders gut geeignet, da sie sehr reaktionsschnell arbeiten. Auch digitale Daten (1 und 0) lassen sich durch Ein- und Ausschalten sehr gut übertragen.

Nachdem Leuchtdioden inzwischen zum modernen und effizientem Leuchtmittel geworden sind liegt es nahe, diese zur Datenübertragung zu verwenden.

Inzwischen wird auf vielen Universitäten und privaten Instituten in dieser Richtung geforscht und der Begriff

VLC (Visual Light Communication) wird immer bekannter.

An der Universität Edingburgh arbeitet Harald Haas am Thema Licht zur breitbandigen Datenübertragung“.

Auch Forscher vom Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik am Heinrich-Hertz-Institut HHI in Berlin beschäftigen sich damit und meinen, dass überall dort, wo Funknetze zu langsam oder nicht möglich sind, die Deckenbeleuchtung als zusätzliche Datenhighways verwendet werden können: im Büro, im Flugzeug (Bild: Fraunhofer_VLC_6bce7a9527_2_500.jpg), in der Bahn oder auch in funksensiblen Bereichen wie OP-Sälen und Produktionshallen.



Über die Leseleuchten im Flugzeug oder Zug könnte so bald jeder Reisende an seinem Platz seine individuellen Daten und Programme empfangen. Aber auch Vorteile für Sehbehinderte sind gut vorstellbar. Führer in Museen u.s.w.

Mit nur wenigen Zusatzbauteilen wird die handelsübliche LED-Lampe zum leistungsstarken Sender eines optischen W/LAN (von manchen auch als LIFI bezeichnet). Ein spezieller Modulator schaltet die Leuchtdioden in schnellem Rhythmus ein und aus. So werden die digitalen Informationen übermittelt. Da diese Modulation bei einer sehr hohen Frequenz stattfindet, ist sie für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar.

Um möglichst viele Daten in kurzer Zeit zu übertragen, verwenden die HHI-Wissenschaftler verschiedene Lichtfrequenzen (Lichtfarben). So entstehen mehrere Kanäle zur Datenübertragung.

Update.Basiswissen veranstaltet im März einen Vortrag, der sich mit diesem Thema beschäftigt.

Sie lernen dabei wie „Licht sprechen kann“ – in digitaler und analoger Form. Die Technik wird in elementarisierter Weise in einfachen Versuchen dargelegt, sodass auch Laien dies verstehen können!

FAGU

Quellen: Fraunhofer-Magazin „weiter.vorn“ 2/13

Heute.de 16.11.13

Golem.de

Amateur-Funk im THz Bereich FSO – Free Space Optics Lichtsprechen“ Historisches von DL7 UHU.