Optisch betriebenes Kameranetzwerk

Auf den ersten Blick handelt es sich um eine normale Videokamera, die 15 Farbbilder pro Sekunde in VGA-Auflösung liefert. Doch die selbst gefertigte Videokamera wird weder über Akku noch über ein Stromkabel versorgt. Mit der Basisstation verbindet die Kamera lediglich ein 200 Meter langes, haarfeines Glasfaserkabel, das mehrere Signale gleichzeitig mit verschiedenen Wellenlängen übertragen kann. Eine Wellenlänge dient dabei zur Energieversorgung der Kamera. Die andere Wellenlänge ist für die Datenkommunikation zuständig und wird genutzt, um das Bildsignal zur Basisstation zurückzusenden.

Die Kamera benötigt insgesamt nur 100 Milliwatt, damit CMOS-Sensor (40 mW), Elektronik (40 mW) und Sendelaser (20 mW) den Videodatenstrom von 100 MBit/s an die Basisstation liefern können. Dies geschieht auf der Wellenlänge 1310 Nanometern. Mit einem 400 mW starken Signal der Wellenlänge 810 Nanometer wird der Videokamera die erforderliche Energie zugeführt. Eine Photodiode wandelt das Licht in elektrischen Strom um. Beide Datenkanäle sind in einer 62,5-Mikrometer-Standard-Multimode-Faser gebündelt. An der Basisstation empfängt ein Rechner das Bildsignal und überträgt die Bilder ins Internet.

Das Institut für Technik der Informationsverarbeitung an der Uni Karlsruhe hat die Elektronik beigesteuert. Die hochempfindliche Photodiode zur Konversion des Laserlichts in elektrische Energie wurde am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme entwickelt. Für die optische Kommunikationstechnik war das Institut für Hochfrequenztechnik und Quantenelektronik zuständig.

Das lichtgespeiste Kameranetzwerk sei vor allem für Anwendungen in der Sicherheitstechnik interessant, besonders wenn in Räumen nachträglich Videokameras zu installieren sind. Prof. Jürg Leuthold von der Uni Karlsruhe: „Statt die Wände aufzureißen, um Stromkabel zu verlegen, braucht man nur haarfeine Glasfaserkabel anzubringen, die mit Farbe überstrichen nicht mehr zu sehen sind.“ Die optische Energieversorgung soll sich zudem auch für den Einsatz in Umgebungen mit starken elektromagnetischen Störfeldern oder Explosionsgefahr eignen. (dsc)