Passive WiFi: WLAN für das IoT

Beim 13. USENIX Symposium of Networked Systems Design and Implementation soll es erstmals vorgestellt werden: Passive WiFi. Ein Team von Computerspezialisten und Elektronikingenieuren hat offensichtlich einen Weg gefunden, wie Sensoren und kleinste Geräte auch ohne eigene Stromversorgung über WLAN-Systeme funken können.

Datenfunksysteme bestehen aus zwei großen Segmenten: dem Digitalteil der Datenwelt und den klassischen, analogen Funkfrequenzen. Die notwendige Leistung in der Datenwelt ist heutzutage vernachlässigbar – doch wenn es ans Funken geht, ist die Physik nicht zu überlisten, und es wird Leistung und damit eine mehr oder weniger kräftige Stromversorgung notwendig.

Passive WiFi: Ein RF-Modul reicht, damit mehrere Aktoren und Sensoren Daten verschicken können.Passive WiFi: Ein RF-Modul reicht, damit mehrere Aktoren und Sensoren Daten verschicken können.

Diesen Teil haben die Forscher um Shyam Gollakota aufs Korn genommen und werden im März eine Technologie veröffentlichen, die schon jetzt vom renommierten MIT zu den zehn Durchbruchstechnologien 2016 gezählt werden soll.

Das Forscherteam nutzt aus, dass jede Antenne Funkwellen in Energie umwandeln kann, aber auch einen Teil der empfangenen Wellen wieder reflektiert. Dieses als backscatter communication bezeichnete Verhalten funktioniert so, als würde die Antennenimpedanz blitzschnell zwischen zwei verschiedenen Zuständen umschalten. Dadurch kann eine dahinter liegende Digitalelektronik die eintreffende Energie aufnehmen und nutzen. Ein mit Passive WiFi ausgestattetes Bauteil ist in der Lage, auf den reflektierten Wellen Daten mit mehreren Megabit pro Sekunde zu verschicken.

Passive WiFi an der University of Washington

Das geschieht mit signifikant geringerer Leistungsaufnahme, als wenn ein eigenes Funkmodul vorhanden wäre: In Tests konnten die Forscher Daten auf 100 Fuß Entfernung (gut 30 Meter) mit bis zu 11 Mbit/s verschicken. Der Leistungsbedarf lag dabei bei maximal 60 Mikrowatt: Ein tausendstel dessen, was bei Zigbee oder Bluetooth LE für die gleiche Übertragung benötigt würde. Ein konventionelles WLAN-Verfahren wäre sogar 10.000-mal energiehungriger. Ein einziger RF-Generator würde also pro Haushalt ausreichen, um eine Unzahl von Endgeräten im Internet of Things mit dem zentralen WLAN-Router zu verknüpfen.

Mit aktivem WiFi bräuchte jedes dieser Endgeräte eine eigene Stromversorgung, um ein eigenes Funkmodul zu betreiben. Die Stromersparnis ist – spätestens auf ganze Bevölkerungen hochgerechnet – immens. Bis dieses Verfahren allerdings marktreif wird, kann es noch dauern...

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2 Kommentare
    Dein Kommentar
  • MyRunner
    Da kann man nicht mal mehr die Batterie rausnehmen, wenn man nicht ueberall mitrumfunken will. :(
    -1
  • Ge0815
    Hört sich ja sehr, sehr ähnlich zu (UHF) RFID-Verfahren an. Dort gibt es auch eine "Backscatter-Modulation". Allerdings glaube ich, dass hier in diesem Falle, mit diesen Reichweiten und Energien, eher ein aktives Verfahren verwendet wird. D.h. das Teil "ohne" Stromversorgung hat trotzdem irgendwo noch eine Batterie.
    Bei UHF-RFID darf laut Spezifikation mit bis zu 33 dBm (2 Watt) gesendet werden. Und dann ist während des Auslesens noch ein kontinuierliches Signal vorhanden. Das würde bei den WLAN-Verfahren zu immensen Störungen führen, da das einem Jamming-Signal gleichkommt.
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