Integrierte Funknetzlösung für Innenräume in Deckenleuchten

Nokia Bell Labs und Osram haben zusammen die Grundlagen für preiswerte und leistungsstarke Innenraum-Funknetze geschaffen. In einem gemeinsamen Projekt haben der Netzspezialist und der Lichtkonzern erforscht, wie Deckenleuchten in Innenräumen ein engmaschiges Funknetz aufbauen können, das 5G-fähig ist.

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Das Netzwerk-Funkmodul hier unauffällig in eine Licross-Leuchte von Osram integriert [Bild: Osram GmbH]

Das Netzwerk-Funkmodul hier unauffällig in eine Licross-Leuchte von Osram integriert [Bild: Osram GmbH]

„Unsere Büro- und Industrieleuchten sind ohnehin zur Ansteuerung vernetzt. Für das Entwicklungsprojekt haben wir sie mit speziellen breitbandigen Funkmodulen ausgestattet. So können sich mobile Geräte wie Handys oder Laptops mit dem Leuchtennetz verbinden und darüber Daten übertragen“, sagte Thorsten Müller, Leiter des Bereichs Innovation bei Osram.

Im Vergleich zu herkömmlichen WLAN-Systemen ist die neue Lösung einfacher zu installieren und ermöglicht zusätzliche Anwendungen. Deckenleuchten werden in jedem Gebäude engmaschig verbaut und können in Büro- und Industriegebäuden an ein zukünftiges Lichtsteuerungs- und Netzwerkmanagement-System angeschlossen werden. Dieses System muss lediglich an die Kommunikationszugangs­leitung des Gebäudes, etwa einen Glasfaseranschluss, angebunden werden. Darüber hinaus verhindert die dichte und gleichmäßige Installation der Lichtquellen Funklöcher im Gebäude. Preisgünstige Funkmodule bedeuten nur geringe Mehrkosten gegenüber herkömmlichen Büroleuchten. Im Vergleich zu WLAN-Access-Points und -Repeatern können sie Kosten sparen und sind leistungsfähiger. Darüber hinaus können sie für weitere Dienste wie die Erfassung von Sensordaten genutzt werden.

Die Technik wurde auf dem Brooklyn 5G Summit vorgestellt, der vom 24. bis 27. April stattfand. 5G-Netze als Weiterentwicklung von LTE (4G) erlauben mit entsprechenden Endgeräten schnellere Datenübertragungen von bis zu 20 Gigabit pro Sekunde. Aufgrund der verwendeten Frequenzen ist der Empfang innerhalb von Gebäuden meist limitiert, so dass separate Innenraumnetze für eine nahtlose mobile Internetanbindung prädestiniert sind. Testinstallationen mit Prototypen der neu entwickelten Funkleuchten haben gezeigt, dass bereits mit preisgünstigen WLAN-Sendern im 2,4-Gigahertz-Band (GHz) zuverlässig ein Datendurchsatz von weit über 100 Megabit/Sekunde zur Verfügung steht.  Aufwändigere Funkmodule, bei denen verschiedene Funkbänder kombiniert und mehrere Kanäle gleichzeitig betrieben werden, erlauben derzeit schon Geschwindigkeiten knapp unterhalb des Gigabit-Bereiches. Mit 5G-Technologie, die breitere Funkbänder nutzt und in diesen auch mehr Daten übertragen kann, können mit der Lösung mehrere Gigabit pro Sekunde erreicht werden.

“Bei Bell Labs konzentrieren wir uns auf Lösungen für künftige Herausforderungen der vernetzten Welt. Unsere disruptive 5G-Innovation bringt verteilte MIMO-Funksysteme (multiple-input multiple-output) mit der vorhandenen Lichtinfrastruktur zusammen. So ‚beleuchten‘ wir ganze Unternehmen mit Multi-Gigabit-Kapazität“, sagte Peter Vetter, Forschungsleiter für Zugangsnetze bei Nokia Bell Labs. „Unsere Lichtinstallationen werden immer intelligenter. In Bürogebäuden lassen sich beispielsweise schon heute mittels Präsenzerkennung Besprechungsräume effizienter managen oder die Raumreinigung bedarfsabhängig planen. In Einzelhandelsgeschäften wiederum kann die Kundenansprache durch digitale, ortsbasierte Dienste verbessert werden“, führte Thorsten Müller von Osram aus.

Die neu entwickelten Funkleuchten können als zusätzliche Sensordatenquelle in Lightelligence integriert werden, die jüngst von Osram vorgestellte Plattform für das Internet der Dinge (IoT). Auf Lightelligence lassen sich alle smarten Komponenten, Anwendungen und Programme bündeln. So entstehen neue Anwendungen und Dienste, die weit über Licht hinausgehen. Beispielsweise sorgen sensorbasierte Logistiklösungen von Osram in Lagergebäuden dafür, mittels der Lichtinfrastruktur Lagerbestände zu erfassen, die Lagernutzung zu optimieren oder das Raumklima für verderbliche Ware zu überwachen. Das System ist offen für die Integration von Produkten, Programmen und Schnittstellen aller Hersteller.