Optische Mehrleistung
MOST150 Physical Layer für A/V-Streaming und Datenübertragung im Fahrzeug
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Die Spezifikationspunkte SP1 bis SP4
Für MOST150-Systeme werden aufgrund der hohen Schaltgeschwindigkeiten nicht mehr TTL-, sondern LVDS-Signale [6] zwischen NIC und FOX verwendet. In Bild 3 ist das Augendiagramm für SP1 dargestellt. Auf der x-Achse ist die Zeit in Unit Intervals (Dauer eines Symbols; ca. 3,4 ns) aufgetragen. Auf der y-Achse ist die Amplitude des Signals in mV dargestellt. Die Keepout- Areas sind als graue Bereiche eingetragen, die das Signal nicht überschneiden darf. Eine besonders kritische Größe im Gesamtsystem ist der Jitter, d.h. die zeitliche Ungenauigkeit der Signalflanken relativ zum Systemtakt. Die Spezifikation des Jitters wird im Folgenden am Beispiel der Referenzpunkte A1, A2 und A4 für die jeweiligen SP1, SP2 und SP4 gezeigt. Man erkennt aus Bild 3, dass bereits 7,5 % der Symboldauer für den Jitter an der ersten Flanke von SP1 bereitgestellt werden müssen.
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Auch der Signalverlauf an der optischen Schnittstelle SP2 wird mit Hilfe von Keep-out-Areas definiert. Der zu A1 korrespondierende Punkt wird als A2 mit t = 0,150 und A = Popt / 2 festgelegt. Dies bedeutet, dass am optischen Ausgang bereits 15 % des Unit-Intervalls als Jitter an der ersten Flanke aufgebraucht werden können. Popt / 2 bezeichnet die Hälfte der optischen Sendeleistung des FOX. Ein mit einem Oszilloskop aufgezeichneter Signalverlauf ist in Bild 4 wiedergegeben. Man sieht die Keepout- Area in blauer Farbe als Sechseck dargestellt. Ferner kann man Überschwinger des Signals nach oben und unten erkennen. Um Nichtlinearitäten am Empfänger zu vermeiden, wird dieses Über- und Unterschwingverhalten in der Spezifikation eingeschränkt, indem Korridore für den Signalverlauf definiert werden (Bild 5).
Da durch die Definition des Signalverlaufs an SP2 einerseits und die physikalischen Eigenschaften der Polymerfaser andererseits die Signalverläufe an der Schnittstelle SP3 bestimmt sind, erfolgt die Spezifikation von SP3 nicht durch Augendiagramme, sondern wird mathematisch berechnet. Hierzu wurde die Übertragungsfunktion der Polymerfaser bei 16 m Länge mit der in Bild 6 dargestellten Gauß’schen Funktion modelliert und anhand von Messungen im Auftrag der MOST Cooperation parametriert [5]. Man sieht, dass sich bis zu einer Frequenz von ungefähr 180 MHz eine sehr gute Übereinstimmung zwischen dem errechneten und dem gemessenen Verlauf ergibt. Die Signalverläufe bei SP3 werden durch Faltung der aus der Übertragungsfunktion abgeleiteten Impulsantwort mit den Signalverläufen bei SP2 bestimmt.
Im Rahmen dieser Arbeiten wurde die 3-dB-Grenzfrequenz bei voll angeregter Faser und bei einer Länge von 16 m mit etwa 86 MHz gemessen. Da die höchste im MOST-Datenstrom vorkommende Grundfrequenz 75 MHz beträgt, können die Daten mit 150 Mbit/s noch übertragen werden. Das System bewegt sich allerdings in diesem Szenario an seinem Limit.
Die größte Herausforderung an der elektrischen Schnittstelle SP4 ist die Definition des maximalen Jitters. Referenzpunkt A4 musste so festgelegt werden, dass 27,5 % der Bit-Dauer allein auf der linken Seite für den Jitter reserviert werden.
- MOST150 Physical Layer für A/V-Streaming und Datenübertragung im Fahrzeug
- Spezifikation der MOST150-Übertragungstechnik
- Die Spezifikationspunkte SP1 bis SP4
- Qualitätssichernde Neuerungen
- Neue Gehäuseform für optische Sender und Empfänger
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