🔬 Wissenschaftlich komplexerer Artikel
Auf unserer Hauptseite gibt es eine leichtere Einführung zum Thema Mobilfunk.

Kurz gesagt

Li-Fi ist eine beeindruckende Technologie, die es längst zur Marktreife gebracht hat. Daten werden dabei nicht mit Funkstrahlung (Wi-Fi, Wireless Fidelity) übertragen, die gesundheitliche Effekte hervorruft, sondern mit Licht (Li-Fi, Light Fidelity) . Der große Vorteil: Li-Fi bietet hohe Geschwindigkeiten und zusätzliche Sicherheit, da das Licht nicht durch Wände dringt.

Die inzwischen gut bekannten negativen Wirkungen der Mobilfunkstrahlung auf die zellulären Prozesse, das Nervensystem etc . ( siehe unsere Seite „Wie wirkt Funkstrahlung auf lebende Organismen?“) erfordern dringend eine weitgehende Abkehr von der üblichen gesundheitsschädlichen Mobilfunkkommunikation (3G-6G). Dies gilt insbesondere für die Bereiche, an denen sich Menschen länger aufhalten (Arbeitsbereiche, Wohnungen etc.).

Wir zeigen, wie durch Lichtkommunikation eine strahlungsarme, energieeffiziente und zukunftsfähige Alternative in Innenräumen Realität wird:

• Bis zu 2600x größere Bandbreite als herkömmlicher Funk,

• Nahezu keine hochfrequente Strahlenbelastung in Innenräumen,

• Mehr Datenschutz: Licht durchdringt keine Wände,

• Energieeinsparung und Umweltfreundlichkeit,

• Bereits heute einsetzbar.

Harald Haas: Vergiss Wi-Fi – Go Li-Fi

Der deutsche Informatiker und Ingenieur Harald Haas präsentierte bereits 2011 bei der renommierten TED-Konferenz, wie sich mit einer gewöhnlichen LED-Lampe Videos drahtlos übertragen lassen. 

1. Was ist Li-Fi? Technik & Vorteile

Li-Fi (Light Fidelity) nutzt sichtbares oder infrarotes Licht zur Datenübertragung. Die Daten „reisen“ mit dem Licht – ganz ohne die bisher üblichen Funkwellen. Dabei erfolgt die Kommunikation (Datenübertragung) durch LED-Lichtquellen.

Die Vorteile gegenüber WLAN/Mobilfunk, Bluetooth und herkömmlichen Schnurlostelefonen mit hochfrequenten Funkwellen sind enorm:

• Durch die vorhandene oder gewollt verstärkte Abschirmung der Gebäudehülle gegen die von außen einwirkenden Mobilfunkstrahlen und durch die Verwendung von Lichtfrequenzen lässt sich in Innenräumen (Büros, Tagungsräume, Wohnräume) der Elektrosmog äußerst stark begrenzen. Kein Elektrosmog in Innenräumen heißt gleichzeitig mehr Wohlbefinden, bessere Konzentration, keine gepulste Mobilfunkstrahlung.

• Da sichtbares Licht und Infrarot keine Wände und Materie durchdringen, ist ein Zugriff von außen nicht mehr ohne weiteres möglich (wenn sichtbare Öffnungen/Fenster verschlossen sind).

• Enorm hohe Datenmengen werden möglich: Das Spektrum der drahtlosen Datenübertragung durch das sichtbare Licht / Infrarotlicht ist ca. 2.600-mal größer als das Spektrum der bisher verwendeten Mikrowellen.[1] Dies kommt der erwartbaren Entwicklung entgegen, dass die technologischen Fortentwicklungen (Smart Home, Internet der Dinge/IoT etc.) in Zukunft immer höhere Bandbreiten benötigen, um die steigenden Datenmengen übertragen zu können.

• Hinzu kommen die Energieeffizienz durch geringen Stromverbrauch, fehlende Frequenzkosten, keine Netzüberlastung durch Parallelbetrieb.

2. Warum ein Umstieg nötig ist

Der herkömmliche Mobilfunk über Mobilfunksendestationen sendet mit hohen Leistungen, damit große Entfernungen überbrückt werden und Hindernisse (wie Wände, Gebäudehüllen etc.) durchdrungen werden. Dies führt zu einer prekären Situation in der Nähe von Sendestationen (siehe unsere Studie Athem-3), wenn Menschen sich dem (vor allem in Wohnräumen) nicht mehr entziehen können – sie werden praktisch zwangsbestrahlt. Hinzu kommt die steigende Belastung in Innenräumen durch Immer mehr funkende Geräte und Frequenzen (WLAN, Bluetooth, herkömmliche Schnurlostelefone, Smart Home, 5G).

Wie unsere Studien zeigen, sind vor allem die nicht-thermischen Effekte der Mobilfunkstrahlung relevant. Solange keine umfassende Berücksichtigung dieser Effekte in den rechtlichen Vorgaben dazu erfolgt, lässt sich über die Ausrichtung auf kleine Funkzellen mit niedriger Sendeleistung eine gute Versorgung sicherstellen, vor allem wenn über die leitungsgebundene Versorgung oder Lichtfrequenzen die Innenräume auch mobil versorgt werden.

Der rechtliche Ansatz folgt dabei dem bisherigen Schutzkonzept vor Lärm: auch dort werden schutzbedürftige Innenräume (insbesondere Schlafräume) vor Lärm von außen (zum Beispiel an Straßen, Betrieben) anhand der Dämpfung durch die Gebäudehülle ermittelt. Dies bestätigt die Rechtsprechung. Ein Schutz- bzw. Vorsorgekonzept, das sich am Prinzip der Unverletzlichkeit der Wohnung bzw. einem hohen Schutzanspruch vor Mobilfunkstrahlung orientiert, könnte für außen bei einer Leistungsflussdichte in Höhe von 100 µW/m2 (0,2 V/m) verwirklicht werden.[2, 3, 4] Wenn man eine mittlere Dämpfung durch die Gebäudehülle in Höhe von etwa 20 dB ansetzt (Schirmwirkung von Leichtbeton [5], siehe unteren Teil in der Abbildung), wird in den meisten Fällen ein hoher Schutz vor Mobilfunkstrahlung erreicht. Individuelle weitere Schutzmaßnahmen lassen sich so effektiver umsetzen.

3. Wie sieht eine smarte Netzstruktur der Zukunft aus?

Insbesondere durch die angestrebte, fast flächendeckende und leitungsgebundene Breitband-Basisversorgung innen über Glasfaser werden zukünftig keine hohen Feldstärken zur Durchdringung von Gebäudehüllen etc. benötigt. Zumal die Übertragung von Daten in solchen Leitungen einen deutlich geringeren ökologischen Fußabdruck verursacht als in Mobilfunknetzen.[6]

Damit gelänge eine weitestgehende Abkehr von Makrozellen mit stark strahlenden Sendeanlagen hin zu kleinen Zellen (Mikrozellen) mit kurzen Funkstrecken und sehr schwach strahlenden, kleinen Sendern. Die individuelle mobile Kommunikation innen gelingt dann über Repeater/ Femtozellen oder eben Li-Fi.

Die Forschungsarbeit des Umweltbundesamtes [6] zeigt, dass Mikrozellen im Vergleich zu Makrozellen einen um den Faktor 58 geringeren Energieverbrauch haben. Gleichzeitig steigt die Datenrate um über den Faktor 17 an. Bei einer 100-prozentigen Flächenabdeckung könnten diese großen Vorteile den höheren Gesamtaufwand durch Herstellung und Nutzung solcher Outdoor-Mikrozellen rechtfertigen oder ausgleichen.

Eine maximale Exposition in Höhe 100 µW/m ² außen und einem erwartbaren Innenpegel von 1 µW/m ² sorgt für eine ausreichende Versorgungsqualität. Ein Sicherheitsabstand zum Mindestversorgungspegel in Höhe von 30 dB (Faktor 1.000) ist so gegeben.

Eine direkte Funkverbindung mit dem Mobilfunknetz wäre nicht mehr nötig, wenn der Zugang beim Provider über ein entsprechendes Internetgateway realisiert wird. Allenfalls verbliebe ein schwaches Signal für den Notruf.

Hinzu kommt, dass zukünftig hohe Steigerungsraten funkender Geräte und Systeme zu erwarten sind (Smart Home, IoT etc.). Der Bericht zur Technikfolgenabschätzung für den Deutschen Bundestag [7] zeigt mit verschiedenen Konstellationen die oft erhebliche Summierung der Exposition für Individuen. Ein besonderes Problem stellen auch die oft vielfältig und gleichzeitig betriebenen Geräte und Netze in Miethäusern dar.

4. Praxisbeispiele Li-Fi

Entsprechende Li-Fi Komponenten sind bei verschiedenen Anbietern bereits verfügbar und in ersten Projekten erprobt. Dass dies keine Zukunftsmusik ist, zeigen diese realisierten Projekte aus der Praxis:

• 2017 rüstete das Fraunhofer HHI ein Gymnasium in Stuttgart damit aus.[8]

• Auf einer Anbieterseite wird der Einsatz in Airbus A321-Flugzeugen der Air France, in Zügen (TGV-Tests), in Schulausstattungen (z. B. Lycée Palissy), Kliniken u.a. dokumentiert.[9]

5. Praxisbeispiel Mobilfunk

Seit 2012 steht in der Innenstadt von St. Gallen (CH) eine strahlungsarme Mobilfunk-Innenraumversorgung mit Kleinstzellen kostenlos zur Verfügung und ging 2014 in den Normalbetrieb. Kernpunkte dieses leistungsfähigen und strahlungsarmen Funknetzes sind die Trennung der Indoor- von der Outdoor-Versorgung, die Netzplanung (ein Netz für alle) endet an der Hauswand, Sender werden so montiert, dass die Einstrahlung in Gebäude vermieden bzw. minimiert wird.[10]

Quellen