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02 2020 Elektronik 23 Connectivity SNR des LiFi-Links durch Nebel Interessanterweise gibt es keine nachweisliche Korrelation d h wenn die 60-GHz-Verbindung schlechter funktioniert dann hat LiFi ein besseres SNR und umgekehrt Bild 3 Mitte Bei geringen Datenraten hat 60 GHz gepunktete Linie höhere Verfügbarkeit während LiFi durchgezogene Linie in den meisten Fällen eine höhere Datenrate bereitstellt Bei einer Addition der Datenraten von LiFi und 60 GHz zu jedem Zeitpunkt sind bei guten Wetterbedingungen bis zu zweifach höhere Datenraten möglich bei schlechten Wetterbendingungen sogar zehnfach höhere Datenraten Mit LiFi kann also nicht nur die Datenrate von Millimeterwellen-Verbindungen erhöht werden sondern auch deren Betriebssicherheit Die Diversität beider Medien wird auch im Fahrzeug diskutiert wo Radar zukünftig durch LIDAR ergänzt werden soll LiFi für die industrielle Kommunikation In der Industrie 4 0 können Roboter Werkzeuge und autonome Vehikel drahtlos kommunizieren und flexibel mobil eingesetzt werden Die heutigen lizenzfreien Frequenzbänder müssen nach dem Prinzip listenbeforetalk mit anderen Anwendungen geteilt werden was für hohe Zuverlässigkeitsund Latenzanforderungen ungünstig ist Für Industrie 4 0 wird neues exklusiv nutzbares Spektrum benötigt in dem hohe Dienstgüte gewährleistet werden kann Neben den sog privaten 5G-Bändern können die Signale auch mit LiFi störungsfrei drahtlos übertragen werden LiFi ist von Natur aus resistent gegen elektromagnetische Interferenz und Störung durch den Funk Abschattung bleibt jedoch ein Problem für LiFi weil optische Signale auf die Sichtverbindung angewiesen sind Das Fraunhofer HHI hat vorgeschlagen hierfür gleichzeitig mit mehreren Zugangspunkten zu kommunizieren Diese MIMO-Systeme Multiple Input Multiple Output können durch räumliche Diversität die Wahrscheinlichkeit einer freien Sichtverbindung wesentlich erhöhen 11 12 13 18 CINR Carrier to Interference plus noise ratio 17 15 19 16 14 SNR Optische Verbindung dB CINR 60-GHz-Verbindung dB 5 2 10 15 20 5 Rx2 Rx3 Rx4 Rx5 Rx6 Rx1 Rx8 Rx7 alle Tx Rx3 Rx2 Rx7 Rx6 104 103 102 101 100 99 99 99 9 99 90 0 Datenrate Mbit s 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1 000 1 = 75 Mbit s 2 = 280 Mbit s 3 = 370 Mbit s 1 2 3 Optisch + 60 GHz Verteilungsfunktion Datenrate % 60 GHz Optisch Bild 3 Oben Wetterbedingungen während der Outdoor-Versuche Unten links Korrelation des SNR von LiFi und 60-GHz-Verbindung Unten rechts Verfügbarkeit für LiFi 60 GHz und kombiniertem Betrieb Bild Fraunhofer HHI Tx1 Tx2 Tx3 Tx4 Tx5 Tx6 20 10 0 10 SNR dB RX Nr 6 Mobile Geräte Fronthaul CU Externes Netzwerk Bild 4 Oben links LiFi-Messungen in einer Fertigungszelle bei BMW Oben rechts Der Roboter bewegt sich entlang der blau markierten Trajektorie zwischen acht verteilten LiFi-Empfängern Rx Sechs LiFi-Sender Tx strahlen das Signal vom Roboterkopf in alle Richtungen ab Unten links Gemessene Signale am sechsten Rx Unten rechts Skalierung der Idee auf größere Industriehallen Bild Fraunhofer HHI