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LiFi – Trend zur optischen Datenübertragung

Die steigende Nutzung von WLAN-Funkverbindungen im Zuge der Digitalisierung geht einher mit einer erhöhte Strahlungsbelastung. Mit einem LiFi-System lassen sich die Nachteile eines WLAN ausschließen.

Ebenso wie nachhaltiges Bauen immer mehr an Bedeutung gewinnt, rückt auch gesundes Wohnen stärker in den Fokus. Beides gelingt mit der Verwendung von ökologischen und schadstofffreien Materialien, um Reizstoffe und Wohngifte, wie zum Beispiel die Bildung von Schimmelpilzen oder Allergenen auszuschließen. Im weiteren Sinne schließt gesundes Wohnen aber ebenfalls Elektrosmog aus, wie er etwa durch WLAN- oder Bluetooth-Verbindungen entsteht.

In Eigenheimen kommt es im Zuge der zunehmenden Digitalisierung verschiedener Lebensbereiche zu einer verstärkten Vernetzung. Smart Homes und Gebäudeautomation tragen zu dieser Entwicklung wesentlich bei, für die eine stabile Funkverbindung unerlässlich ist. Inzwischen nutzen in Deutschland 96 Prozent der Haushalte (Stand 2020) dauerhafte Wi-Fi-Verbindungen. Damit steigt jedoch die Belastung durch elektromagnetische Strahlung. LiFi-Systeme sind eine innovative Alternative zu bestehenden WLAN-Systemen.

Aufbau und Funktion von Light-Fidelity-Systemen

LiFi ist, analog zu Wi-Fi (Wireless Fidelity), die Abkürzung für Light-Fidelity und bezeichnet die optische Drahtlosübertragung mittels Licht. Um Daten über Lichtwellen transferieren zu können, sind lichtemittierende Leuchtdioden (LED) in einem Sender (Access Point) erforderlich, die mit sehr hoher Frequenz an und wieder ausgeschaltet werden. Das Empfangsgerät ist mit einem Fotosensor ausgestattet, das die Lichtwellen wahrnimmt und sie in elektrische Signale zurückverwandelt, die im Endgerät verarbeitet werden. Endgeräte, wie Computer, Laptops, Smartphones oder Drucker können mit einem Empfangsgerät LiFi-fähig gemacht werden, um mit dem Access Point, der mit einem Router vergleichbar ist, zu kommunizieren. Wichtig ist, dass zwischen beiden Einheiten eine Sichtverbindung besteht. Denn anders als eine Funkverbindung werden Lichtwellen durch Gegenstände abgeschirmt und können Wände nicht durchdringen.

Das LiFi-Netzwerk im Vergleich zu WLAN

Im Unterschied zu Light-Fidelity basiert die Datenübertragung beim WLAN auf Funkfrequenzen, die den Nachteil haben, dass sie nur begrenzt zur Verfügung stehen. Da der Platz für freie Funkverbindungen immer mehr schwindet, sprechen Experten bereits seit zwei Jahrzehnten von einem drohenden „spectrum crunch“. Lichtwellen hingegen bieten für die Signal- und Datenübertragung ein 1000-fach größeres Spektrum. Daraus ergeben sich im Vergleich zu WLAN nicht nur stabilere, sondern auch größere Datentransferraten. Während mit WLAN aktuell maximal 1.300 Mbit pro Sekunde übertragen werden können, konnten mit LiFi in Laborexperimenten bereits bis zu 28 Gigabytes pro Sekunde transferiert werden. Aktuell sind mit dem innovativen System stabile Übertragungsraten von 100 bis 200 Mbit pro Sekunde möglich.

WLAN transportiert zwischen 100 Milliwatt und einem Watt Energie in Form von elektromagnetischer Strahlung. Es gibt inzwischen Hinweise darauf, dass sich die Strahlung durch derlei Funkverbindungen negativ auf Wohlbefinden und Gesundheit auswirkt. Sie steht im Verdacht, zum Beispiel Konzentrationsschwierigkeiten und Kopfschmerzen zu verursachen. Bei der Drahtlosübertragung mittels Lichtwellen sind derartige Beeinträchtigungen bislang nicht bekannt.

Vorteile und Herausforderungen von LiFi

Im Vergleich zu Wi-Fi-Verbindungen hat das LiFi-System Vorteile. Das betrifft in etwa die Störungsanfälligkeit: Im Unterschied zu WLAN ist die Nutzung von LiFi problemlos auch bei hoher Netzauslastung möglich. Dasselbe gilt für Interferenzen: Mehrere Funkwellen können das WLAN-Netzwerk stören während es bei der Übertragung via Lichtwellen keine vergleichbaren Interferenzprobleme gibt. Zudem lässt sich die Netzabdeckung präzise steuern, da die Lichtwellen zum gewünschten Nutzungsbereich gelenkt werden können. Allerdings ist die Reichweite der Lichtwellenübertragung auf maximal 10 Meter beschränkt und funktioniert nur mit einer Sichtverbindung. Daraus ergeben sich Herausforderungen bei der Bauplanung und Installation, insofern die spätere Raumnutzung berücksichtigt werden und jeder Raum entsprechend mit einem Sender und Empfänger ausgestattet werden muss. In puncto Datensicherheit ergeben sich daraus jedoch Vorteile, da Hacker nur auf das System zugreifen können, wenn sie sich im selben Raum mit dem LiFi-Sender befinden.

Störfaktoren in Form von hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung

Im Unterschied zur üblichen Netzabdeckung durch WLAN lassen sich mit diesem System Störfaktoren in Form von hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung bereits im Vorfeld ausschließen. Mit Light-Fidelity ist es möglich, ein technisch modern ausgestattetes Wohnumfeld mit einer stabilen Datenübertragung zu schaffen. In Hinblick auf die Gebäudenutzung ist LiFi damit auch über den Eigenheimbereich hinaus geeignet, beispielsweise für Schulen, um Kindern ein störungsfreies und gesundes Lernumfeld zu ermöglichen.


Autor
Christian Schaar ist Geschäftsführer der S2 GmbH. Seine baubiologischen Kenntnisse erlangte er durch den täglichen Umgang mit Problemen der Baubiologie in verschiedenen Unternehmen des ökologischen Holzbaus. Als Geschäftsführer eines Planungsbüros, dessen Schwerpunkt ebenfalls der ökologische Holzbau ist, wird er bei Neubauprojekten und Sanierungen regelmäßig mit baubiologischen Fragestellungen konfrontiert und als Experte auf diesem Gebiet konsultiert.

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