Das Fraunhofer IPMS hat mit Li-Fi Grathus eine optische Datenverbindung für die Industrie vorgestellt. Die Lösung verspricht Gigabit-Tempo, deterministische Latenz und robuste Kommunikation dort, wo Funklösungen an Grenzen geraten.
Redaktion Automation NEXTRedaktionAutomation NEXT
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Li-Fi Grathus im GrößenvergleichFraunhofer IPMS
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n modernen Industrieanlagen müssen Maschinen, Sensoren und Steuerungen immer schneller und zuverlässiger miteinander kommunizieren. Klassische Kabelverbindungen sind dabei oft unflexibel, während Funklösungen störanfällig sein können. Hier setzt der vom Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS entwickelte Li-Fi Grathus an: Die Technologie nutzt Licht zur Datenübertragung („Li-Fi“ steht für Light Fidelity) und ermöglicht so eine drahtlose Verbindung ohne Funkwellen. Mit Datenraten von 1 Gbit/s oder mehr sowie einer Reichweite von bis zu 10 Metern eignet sich das System für viele industrielle Anwendungen.
Ein entscheidender Vorteil ist die extrem kurze, vorhersagbare Verzögerung (deterministische Latenz) von unter 100 Nanosekunden. Das bedeutet: Daten werden praktisch in Echtzeit übertragen, was für Robotik und präzise Maschinensteuerung besonders wichtig ist.
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High-Speed, zuverlässig und störungsfrei
Im Gegensatz zu WLAN oder anderen Funktechnologien arbeitet Li-Fi Grathus mit Lichtsignalen. Das hat einen entscheidenden Vorteil: Die Übertragung ist unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen (EMV), wie sie in industriellen Umgebungen häufig auftreten. Zudem kann das System gleichzeitig senden und empfangen (Vollduplex), sodass keine Zeitverluste entstehen.
Die Technologie lässt sich ohne größere Umstellungen nahtlos in bestehende Anlagen und Netzwerke integrieren und unterstützt gängige Industriestandards wie Profinet, EtherCAT, EtherCAT G und SERCOS III aber auch neuartiges Time Sensitive Networking (TSN). Neben Ethernet/Gigabit‑Ethernet stehen USB 3.0/3.1 sowie kundenspezifische Interfaces zur Verfügung. Ein zusätzlicher Seitenkanal mit 1 Mbit/s unterstützt Management‑, Diagnose‑ und Sicherheitssignale.
Neben der Leistung spielt in der Praxis vor allem die einfache Nutzung eine wichtige Rolle. Li-Fi Grathus überzeugt hier durch:
Einfache Installation: Im Vergleich zu komplexen optischen Datenübertragungssystemen wie Freistrahlsystem, die aufwendig ausgerichtet werden müssen oder teure optische Systeme benötigen (z.B. Beamsteering oder adaptive Optiken), lässt sich Grathus flexibel und ohne Justierung installieren und betreiben.
Neuartige, patentierte Mehrwegelinse: Sie erlaubt höhere Sendeleistungen und eine einfache Ausrichtung per Hand.
Augensicherer Betrieb: Laserklasse 1 gewährleistet einen sicheren Einsatz.
Robuste Bauweise: Thermisch stabile und kompakte Plug-and-Play Bauweise mit Metallgehäuse schützt die Technik im industriellen Alltag
Hohe Flexibilität: Ermöglicht einen vielseitigen Einsatz in unterschiedlichen Anwendungen.
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Li-Fi-Grathus-ModulFraunhofer IPMS
Breites Einsatzspektrum in der Industrieautomation
Aufgrund der nachweislich vorhersagbaren Echtzeitkommunikation zwischen Steuerungs‑, Sensor‑ und Aktorsystemen eignet sich Li-Fi Grathus überall dort, wo schnelle und zuverlässige Datenübertragung ohne Kabel erforderlich ist. Typische Einsatzbereiche sind:
industrielle Automatisierung
Robotik
Motion Control (präzise Bewegungssteuerung von Maschinen)
Nachrüstung bestehender Anlagen (Retrofit)
Backhaul- und Backbone-Verbindungen für WLAN- und Mobilfunk-Access-Points
Logistiksysteme, z. B. Regal- und Lagersysteme
Große Rotierende Maschinen
Hochbandbreitenkanäle für den Upload und Download von Sensordaten, z. B. bei fahrerlosen Transportsystemen (AGVs)
Gerade in flexiblen Produktionsumgebungen, in denen Maschinen häufig umgestellt werden, bietet die drahtlose Verbindung deutliche Vorteile, ohne dass die deterministische Performance leidet. Zusätzlich ermöglicht sie einen zuverlässigen Betrieb in metallischen Umgebungen, in denen Funktechnologien an ihre Grenzen stoßen und Ausfälle drohen.
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Verfügbarkeit als Testkit
Der Li-Fi Grathus ist als Evaluierungskit erhältlich. Dieses Ready-to-Use-Set ermöglicht es, eine kabelgebundene 1Gbps-Ethernet-Verbindung unkompliziert mittels Plug-and-Play durch eine optische Verbindung zu ersetzen und die Grundfunktionen der Technologie in der Praxis zu testen. Ein Kit beinhaltet zwei Grathus-Module, zwei Ethernet Kabel, Stromversorgung sowie ein Benutzerhandbuch und kann direkt über das Fraunhofer IPMS bezogen werden.
FAQ: Li-Fi Grathus
1. Was ist Li-Fi Grathus?
Li-Fi Grathus ist eine vom Fraunhofer IPMS entwickelte Technologie zur drahtlosen Datenübertragung per Licht. Sie wurde für industrielle Anwendungen konzipiert und soll hohe Datenraten, Echtzeitfähigkeit und eine störungsarme Kommunikation ermöglichen.
2. Welche Vorteile bietet Li-Fi Grathus gegenüber Funk?
Li-Fi Grathus arbeitet optisch statt mit Funkwellen und ist dadurch unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen. Gerade in industriellen Umgebungen mit viel Metall, Maschinen und sensibler Steuerungstechnik ist das ein entscheidender Vorteil.
3. Für welche Anwendungen eignet sich Li-Fi Grathus?
Die Technologie eignet sich vor allem für industrielle Automatisierung, Robotik, Motion Control, Logistiksysteme, Retrofit-Projekte und fahrerlose Transportsysteme. Überall dort, wo hohe Bandbreite, Flexibilität und zuverlässige Echtzeitkommunikation gefragt sind, kann Li-Fi Grathus interessant sein.
4. Ist Li-Fi Grathus bereits verfügbar?
Ja, das System ist als Evaluierungskit erhältlich. Unternehmen können damit eine kabelgebundene Ethernet-Verbindung testweise durch eine optische Verbindung ersetzen und die Technologie unter Praxisbedingungen prüfen.
