Forschung & Entwicklung

Drahtlose Echtzeitkommunikation per Licht

In der Automatisierungstechnik sind die Anforderungen an die Kommunikation sehr hoch. Dort müssen Nachrichten oft im Mikrosekundenbereich übertragen werden. Eine Kombination aus Li-Fi und Time Sensitive Networking ermöglicht eine echtzeitfähige und deterministische Datenübertragung nun auch drahtlos.

Bisher erfolgte die echtzeitfähige Datenübertragung via Kabel mit speziellen Feldbussystemen. Damit ist sie für mobile Anwendungen in Industrierobotern und der Automatisierungstechnik nicht geeignet. Das Fraunhofer Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS hat Li-Fi und Time Sensitive Networking (TSN) kombiniert. Damit können mobile Anwendungen wie Industrieroboter oder dynamische Fertigungszellen drahtlos und in Echtzeit via TSN-Standard kommunizieren.

„Li-Fi ist eine Technologie zur drahtlosen Datenübertragung mittels Licht und bietet die Möglichkeit Übertragungszeiten im Mikrosekundenbereich zu realisieren. Zudem ist die Datenverbindung mit Li-Fi zuverlässig und bietet eine gleichbleibende Qualität“, erläutert Dr. Alexander Noack, Entwicklungsleiter am Fraunhofer IPMS. Für die echtzeitfähige und deterministische drahtlose Datenkommunikation ist Li-Fi daher ein ideales Medium. Auf diese Weise kann TSN auch ohne Kabel umgesetzt werden.

TSN erweitert bisherige Ethernet-Standards um die deterministische und echtzeitfähige Datenübertragung durch ein gemeinsames Netzwerk. Vor allem in der modernen Produktion werden hohe Bandbreite und garantierte Zykluszeiten unter einer Millisekunde benötigt. Eine zeitkritische und priorisierte Steuerung der Datenströme ist hierfür unabdingbar.

„Bisher war die echtzeitfähige Datenübertragung für TSN kabelgebunden. Eine Übertragung mit Funk wäre eine Alternative unterliegt jedoch klaren Grenzen“, erläutert Dr. Noack weiter. Mit heutigen Funkstandards wie 4G, LTE, W-LAN oder auch dem zukünftigen Funkstandard 5G seien geforderte Latenzzeiten aus der Automatisierung im Mikrosekundenbereich nicht erreichbar. Das Fraunhofer IPMS integriere deswegen TSN in einen Li-Fi-Hotspot.

von mn

www.ipms.fraunhofer.de

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