Wenn die Deckenleuchte zum Hotspot wird - POS+SIGN

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POS+Sign Wenn die Deckenleuchte zum Hotspot wird Mit Visible-Light Communication wird die Datenübertragung mit der normalen Beleuchtung möglich. Die auf LEDs basierende Technologie dürfte bereits in ein, zwei Jahren als Produkt verfügbar sein. Dreimal kurz, dreimal lang, dreimal kurz. Ein mit einer Taschenlampe gemorstes S.O.S. kann man bereits als eine einfache Form der Datenübertragung mit sichtbarem Licht betrachten. Wenngleich es immer wieder Versuche gab, eine Kommunikationstechnologie mit Hilfe von mehr oder weniger alltäglichen Leuchtmitteln zu etablieren, so entwickelte sich Visible-Light Communication (VLC) vor allem im Zuge des Erfolgs der LED-Technologie deutlich. Einsatzszenarien Mittlerweile gibt es bereits eine ganze Reihe von Beispielprojekten, die die Leistungsfähigkeit von VLC eindrucksvoll unter Beweis stellen, wie Dr. Joachim Walewski erläutert, der in der zentralen Forschung bei Siemens seit vier Jahren mit dem Thema befasst ist. So wurden beispielsweise in einem Kaufhaus die Einkaufswagen mit VLC-Empfängern ausgestattet. Über die in die normale Beleuchtung integrierten Ortsinformationen konnte dann bei jedem Einkaufswagen der Weg des Kunden durch das Geschäft aufgezeichnet und anschließend ausgewertet werden. In einem Museumszenario wurden in die Beleuchtung der Kunstgegenstände Informationen zur Steuerung der tragbaren Audiogeräte der Museumsbesucher integriert, so dass zu jedem Objekt die passenden Erläuterungen abgespielt wurden. Ein anderes Projekt verwendete eine LED-Anzeigetafel in einem Bahnhof, um zusätzlich zu den normalen, für den Menschen lesbar dargestellten Zuglaufzeiten weitere Informationen in das Licht der Anzeige aufzumodulieren. Mit einem entsprechenden PDA konnte man dann die Kamera auf die Fahrinformation halten, um die zusätzlichen Informationen auszuwerten. Visible Light Communication Das Grundprinzip der Visible-Light Communication besteht dabei darin, dass die optische Leistung einer Lichtquelle verändert wird und diese Veränderung von einer Fotozelle als Detektor erkannt und in elektrische beziehungsweise anschließend in digitale Impulse umgewandelt wird. Die Änderungen erfolgen dabei so schnell, dass sie zwar für den Detektor, nicht aber für das menschliche Auge wahrnehmbar sind. Das Licht erscheint daher dem menschlichen Betrachter gleichmäßig, obwohl es laufend moduliert wird. Im einfachsten Fall werden hierbei als Signal wie bei der signalisierenden Taschenlampe nur zwei Zustände, nämlich „an“ und „aus“, eingesetzt. Es ist jedoch auch möglich, eine sogenannte Multistufenmodulation zu verwenden, bei der verschiedene, definierte Abstufungen der Lichtleistung als Signal verwendet werden. Dadurch lässt sich die Menge der übertragenen Information deutlich steigern. Derzeit lassen sich mit VLC-Lampen Übertragungsraten von etwa 500 Mbit/s realisieren. Daten im Umgebungslicht Interessant dabei ist, dass es nicht unbedingt erforderlich ist, dass der Detektor direkt von der als Sender fungierenden Lichtquelle angestrahlt wird. Vielmehr kann die Information auch aus dem diffusen Umgebungslicht entnommen werden, das zum Beispiel von den Wänden zurückgeworfen wird. Auch dies kann man sich mit Hilfe der Taschenlampen-Analogie verdeutlichen: Es ist eine geradezu typische Krimi-Szene, wenn ein Betrachter von außen das Licht oder, genauer gesagt, den Widerschein einer Taschenlampe in einem Raum erkennt. In diesen Szenen wird der Be- POS+SIGN I II/ 2010 27
Bildquelle: Dr. Joachim Walewski, Siemens AG Das Bild ist im Rahmen des EU-Projektes OMEGA entstanden. trachter eben gerade nicht von der Taschenlampe direkt angestrahlt. Dennoch wird die Information, ob nämlich Licht da ist oder nicht, übertragen. Auch über größere Distanzen lassen sich die Informationen per Licht übertragen. In einem Versuch konnte die Übertragung über eine Entfernung von bis zu zwei Kilometern realisiert werden. In allen Farben Das Übertragungsprinzip lässt sich praktisch mit jeder Lichtfarbe umsetzen, insbesondere also auch mit weißen LEDs. Da man bei einer konkreten Anwendung jeweils die vom Sender verwendete Modulationsfrequenz kennt, ist der Einsatz von VLC auch dann noch möglich, wenn viele andere Lichtquellen in der jeweiligen Anwendungsumgebung vorhanden sind. Der Empfänger kann gezielt die Impulse des Senders herausfiltern und die Störquellen ausblenden. Dies gilt sowohl für Störquellen, die normales Licht ausstrahlen, wie beispielsweise die Sonne oder normale Raumbeleuchtung, als auch für solche, die ebenfalls Daten übertragen, aber eine andere Modulationsfrequenz benutzen. Vorteile von VLC Ohnehin ist es ein Vorteil von VLC, dass sichtbares Licht als Trägermedium in seiner Ausbreitung sehr einfach kontrolliert werden kann. Insbesondere durchdringt die Übertragung keine Wände, wie dies beispielsweise bei einem WLAN der Fall ist. Unter Sicherheitsaspekten noch wichtiger ist jedoch, dass man gleichsam „sehen“ kann, wo die Information ist und wer Zugang zu dem Datenstrom hat. Beispielsweise lassen sich so bei der Kommunikation eines Bankautomaten mit einem PDA bestimmte Sicherheitskonzepte mit VLC einfacher realisieren als mit funkbasierten Übertragungen. Ein weiterer Vorteil gegenüber Funktechnologien besteht darin, dass VLC keiner Regulierung unterliegt und man daher – insbesondere auch bei einem Einsatz in verschiedenen Ländern – keine Zulassungsfragen klären muss. Die Forschung auf dem Gebiet der Visible-Light Communication ist inzwischen recht weit fortgeschritten. Dr. Joachim Walewski erwartet, dass die Technologie 2011 oder 2012 als Produkt verfügbar sein wird. Dies könne man daraus schließen, dass internationale Standards zu VLC entweder schon verabschiedet sind oder demnächst verabschiedet werden. „Und“, so der Forscher weiter, „große Firmen machen keine Standards, wenn sie keine Produkte herausbringen wollen.“ Allerdings wird seiner Ansicht nach die Markteinführung wahrscheinlich zunächst in Asien erfolgen, so dass man sich in Europa noch ein wenig gedulden müsse. Ausblick Wenngleich die Kosten für die benötigten technischen Komponenten wohl eher gering sein werden, dürfte VLC zunächst doch eher eine Nischentechnologie bleiben. Einerseits sind inzwischen Funktechnologien auf breiter Front etabliert. Andererseits ist die Integration von VLC immer dann schwierig, wenn die Beleuchtung und Verkabelung fest mit der Bausubstanz verbunden ist. Dort allerdings, wo wie beispielsweise in Schaufenstern oder auf Messen die Beleuchtung ohnehin projektbezogen geändert werden muss, sieht Dr. Joachim Walewski eine ideale Voraussetzung für den Einsatz von VLC. ■ 28 www.pos-sign.de
Seite 1: Dr. Joachim Walewski, Siemens AG

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