Optische Kommunikation – drahtlos und quantensicher

Freistrahl-QKD und Li-Fi in einem System Optische Kommunikation – drahtlos und quantensicher

30.06.2026 Von Berk Kutsal 2 min Lesedauer

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Fraunhofer-Institut fuer Photonische Mikrosysteme

Das Konsortium QuINSiDa hat einen Laboraufbau gezeigt, der Quantenschlüsselverteilung und Li-Fi über eine optische Freistrahlverbindung kombinieren soll. Continuous- und Discrete-Variable-QKD liefen dabei parallel zur Li-Fi-Datenstrecke, ergänzt um Schlüsselmanagement und Monitoring. Glasfaser oder Funk seien für die Schlüsselverteilung nicht mehr nötig.

Illustration der QuINSiDa-Vision: quantensichere optische drahtlose Verbindungen zwischen fester Infrastruktur und mobilen Plattformen (z. B. Fahrzeuge, Schiffe, Drohnen, usw.) – unter Verwendung von Freistrahl-QKD und Li-Fi, integriert mit Schlüsselmanagement, Verschlüsselung und Netzwerküberwachung(Bild: KI-generiert) — Illustration der QuINSiDa-Vision: quantensichere optische drahtlose Verbindungen zwischen fester Infrastruktur und mobilen Plattformen (z. B. Fahrzeuge, Schiffe, Drohnen, usw.) – unter Verwendung von Freistrahl-QKD und Li-Fi, integriert mit Schlüsselmanagement, Verschlüsselung und Netzwerküberwachung
(Bild: KI-generiert)

Quantensichere Kommunikation hing bislang weitgehend an Glasfaser. Das deutsche Konsortium QuINSiDa habe nun im Labor einen Aufbau demonstriert, der diese Bindung an die Faser löse. Der Demonstrator kombiniere Freistrahl-QKD mit Li-Fi in derselben optischen drahtlosen Umgebung über eine Sichtverbindung und ergänze die Schlüsselverteilung um Verschlüsselung, ein Key Management System sowie Monitoring. Als Einsatzfelder nenne das Konsortium zivile kritische Infrastrukturen wie die maritime Vernetzung, dazu Industriecampus, Luftfahrt, Automobilumgebungen und temporäre Netze.

Schon zum Projektstart verfolgte QuINSiDa das Ziel, QKD bis zum Endnutzer zu tragen; gefördert vom BMFTR, vormals BMBF, unter 16KISQ082K in der Maßnahme „Lokale Netze zur Quantenkommunikation (QLAN)“.

Drei Wellenlängen in einem Kanal

Drei optische Systeme arbeiteten nebeneinander: Continuous-Variable-QKD bei 1550 Nanometern, Discrete-Variable-QKD bei 810 Nanometern, Li-Fi zwischen 850 und 940 Nanometern. Wellenlängentrennung und optische Filter sollten den parallelen Betrieb ohne gegenseitige Störung ermöglichen. Li-Fi diene dabei als alleiniger klassischer Kanal: Das Post-Processing der QKD-Daten laufe über die Li-Fi-Verbindung statt über einen separaten Kanal.

Ausrichtung über PAT

Die Freistrahlverbindung erfordere präzise Ausrichtung, die ein Pointing/Acquisition/Tracking-Subsystem (PAT) übernehme. Li-Fi unterstütze die Lokalisierung der Endpunkte und liefere den Rückkanal für die Nachführung. Netzwerkmanagement und Telemetrie würden über einen gNMI-basierten Ansatz an die QKD-, Li-Fi- und PAT-Komponenten angebunden. Das Ergebnis gehe nach Darstellung des Konsortiums über eine reine Labordemonstration hinaus.

Das Fraunhofer IPMS verantwortet die Li-Fi-Kommunikation samt optischer Sender und Empfänger und arbeitet an einem Teleskop-Freistrahlsystem, das die Glasfaser zwischen den QKD-Komponenten ersetzen und so ein vollständig drahtloses QKD-over-Li-Fi-System ermöglichen soll. Neben QKD verfolgt die Branche gegen das Risiko „Harvest now, decrypt later“ auch die Post-Quantum-Kryptografie.

Beteiligt waren sechs Partner: KEEQuant (Koordination, CV-QKD, Schlüsselmanagement), Fraunhofer IPMS (Li-Fi, Freistrahl, PAT), Fraunhofer IOF (DV-QKD), Infosim (Monitoring, Netzwerkmanagement), TELCO TECH (Verschlüsselung) und BESCom Elektronik (Anwendungsfälle, Transfer).

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