15. März 2022
Anfang 2022 fiel der Startschuss für das strategische Einzelprojekt LINCNET, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) mit 3,3 Mio. Euro gefördert wird. LINCNET steht für „LiFi-gestütztes 5G für industrielle und medizintechnische Netzwerke“. Im Rahmen des Projekts, das eine Laufzeit von drei Jahren hat, forscht das Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut (HHI) gemeinsam mit 14 Partnern an Vernetzungslösungen, um die Übertragungstechnologien Light Fidelity (LiFi), Powerline Communication (PLC) und 5G intelligent zu verbinden. Das Projekt soll die Digitalisierung im Gesundheitswesen sowie im industriellen Umfeld weiter vorantreiben. Auf diese Weise sollen der wirtschaftliche Vorsprung und die technologische Souveränität Deutschlands gestärkt werden. Im Projekt übernimmt das Fraunhofer HHI die Forschung und Entwicklung im Bereich der optischen Drahtloskommunikation.
Die optische Drahtloskommunikation mit Licht, genannt LiFi, steht im Fokus des Projekts. Eines der Ziele ist es, den Einsatz von LiFi im professionellen Umfeld zu ermöglichen. Dabei soll die Technologie so weiterentwickelt werden, dass sie in unterschiedlichen Anwendungen komplementär zur 5G-Funkkommunikation eingesetzt werden kann. Als Bindeglied zwischen LiFi und 5G dient dabei PLC, eine Technologie, die vorhandene Verkabelungen für die Datenübertragung nutzt.
Einsatz in sensiblen Umgebungen
Wenn man 5G und WiFi im medizinischen oder industriellen Bereich einsetzt, sind diese Technologien aufgrund möglicher Interferenzen, Bandbreitenkonflikte oder Lauschangriffe nicht immer optimal. Daher wird das LINCNET-Team Lösungen für sensible Umgebungen entwickeln, die höchste Anforderungen an Übertragungsraten, Sicherheit sowie an Flexibilität und elektromagnetische Verträglichkeit stellen. Im Rahmen des Projekts werden 5G-Netze für spezifische Anwendungen erweitert. Dies eröffnet vielversprechende Perspektiven für den Einsatz von 5G in medizinischen und industriellen Umgebungen.
So sollen im medizinischen Bereich die Anbindung und Bedienung bildgebender Sensoren wie Endoskope, Röntgen- oder Ultraschallgeräte erleichtert werden. Digitale Patientenakten können so leichter nutzbar werden. Im industriellen Umfeld soll es einfacher werden, Fertigungslinien und Produktionsumgebungen umzubauen. „Um in der Produktion eine größere Produktvielfalt zu ermöglichen, müssen Fertigungslinien immer flexibler werden. Regelmäßig Neuverkabelungen durchzuführen, wäre viel zu aufwendig“, kommentiert Dr. Anil Mengi, LINCNET-Projektkoordinator beim Partner devolo. „Unterschiedliche Kommunikationstechnologien intelligent zu verbinden, schafft erhebliche Vorteile für Produktivität und Effizienz.“
LiFi nutzt natürliche Eigenschaften des Lichts
Um die genannten Vorteile realisieren zu können, vereint LINCNET die positiven Aspekte verschiedener Technologien. „LiFi nutzt das unlizenzierte optische Spektrum und ergänzt Funktechnologien hinsichtlich höherer Datenraten auf kleinen Flächen, besonders in Gebäuden. Lichtwellen sind unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Einflüssen und breiten sich nur begrenzt aus,“ sagt Dr. Dominic Schulz, LINCNET-Projektleiter am Fraunhofer HHI. „Durch die natürlichen Eigenschaften des Lichts ist die Kommunikation über LiFi besonders robust, stabil und sicher.“
LiFi-Produkte sind bereits erhältlich. Bisher ist ihre Netzwerkanbindung jedoch aufwendig. Im Rahmen von LINCNET soll die Anbindung deutlich vereinfacht werden. Dazu setzt das Projekt auf PLC als Backbone-Technologie. PLC nutzt vorhandene Stromleitungen für die Datenübertragung und ertüchtigt diese so zu Datenkabeln. Dadurch entfällt eine aufwendige Zusatzverkabelung. Dies senkt die Kosten und verbessert im medizinischen Bereich zugleich die Hygiene. Die 5G-Technologie komplettiert die angestrebte Lösung und garantiert mit ihren hohen Übertragungsraten und geringen Latenzzeiten die für Echtzeitanwendungen benötigte Leistung.
Arbeitsziele decken Theorie und Praxis ab
Die LINCNET-Partner wollen gemeinsam verschiedene Arbeitsziele erreichen. So soll neben der Integration von LiFi und PLC in praxistaugliche, kostengünstige Lösungen ein einheitliches Netzwerkmanagementsystem geschaffen werden. Darüber wollen die Partner Nutzungsmöglichkeiten für den Heimvernetzungsbereich erarbeiten. Die Ergebnisse des Projekts fließen in die Arbeit internationaler Gremien ein. Dadurch können Standards für die drahtlose und drahtgebundene Kommunikation weiterentwickelt und optimiert werden.
Zu den Projektpartnern gehören sowohl Großunternehmen als auch kleine und mittelständische Firmen sowie Forschungseinrichtungen. Neben dem Fraunhofer HHI sind folgende Partner am Projekt beteiligt: BISDN GmbH, devolo, IAF GmbH, Indu-Sol GmbH, Technische Universität Berlin, Thiem-Research GmbH/Carl-Thiem-Klinikum Cottbus und Smart Mobile Labs AG. Assoziierte Partner sind Deutsche Bahn, MHP Management- und IT Beratung, Rohde und Schwarz, Siemens AG, Volkswagen AG, VPIphotonics sowie Weidmüller Interface.