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Infotainment und Telematik

Multimedia-Daten mit 5 Gbps im Auto zuverlässig übertragen

9. November 2012, 8:51 Uhr | Roland Neumann, Dr. Werner Bachhuber, Dr. Gunnar Armbrecht und Dr. Michael Wollitzer

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Das Sternenviererkabel

Bei einem Twisted-Pair sind die beiden Adern direkt miteinander verdrillt. Der große Vorteil der Verdrillung besteht darin, dass sich zum einen die Beeinflussungen durch äußere Felder, die einen Spannungsunterschied zwischen den beiden Adern im differenziellen Modus induzieren würden, gegenseitig nahezu aufheben. Auf der anderen Seite mitteln sich jene Gleichtaktanteile heraus, die beispielsweise durch die asymmetrische geometrische Lage der Leitung zu benachbarten Masseleitungen angeregt werden – ohne die Anwesenheit eines äußeren Feldes durch die Verdrillung. Beide Eigenschaften sind insbesondere aus Sicht der EMV von großem Interesse, weil nur so niedrige Störab-/einstrahlungen von ungeschirmten Twisted-Pair-Leitungen gewährleistet werden können.
Wird die Betrachtung nun auf zwei Paare erweitert, gibt es zwei Möglichkeiten, die einzelnen Adern anzuordnen. Auf der einen Seite kann man die Paare einzeln verdrillen und dann beide Twisted-Pairs noch einmal verseilen. Dieses Verfahren ist als Dieselhorst-Martin-Verseilung bekannt und kommt in der Regel bei vielpaarigen Erdkabeln zum Einsatz. Auf der anderen Seite lassen sich die vier Einzeladern sternförmig unter Beibehaltung der Symmetrie der Querschnittsanordnung der Paare direkt verseilen. Die entscheidenden Vorteile des Sternvierers im Vergleich zur DM-Verseilung liegen in der einfacheren und damit kostengünstigeren Herstellung, dem kleineren Außendurchmesser und der automatischen Konfektionierbarkeit. Das HSD-System wurde daher konsequenterweise für Kabel mit sternförmiger Verseilung zweier Paare ausgelegt.
Zwei einander im Sternvierer diagonal gegenüberliegende Leiter bilden ein differenzielles Adernpaar (Bild 8). Damit liegt ein differenzielles Paar über den gesamten Schlag der Verseilung in der Äquipotenzialebene des jeweils anderen Paares. Damit lässt sich eine hohe Übersprechdämpfung bei gleichzeitig größtmöglicher Kompaktheit des Kabels erzielen. Eine möglichst hohe Übersprechdämpfung ist notwendig, um auf beiden Leitungspaaren voneinander unabhängig breitbandige Datenströme ohne schädliche gegenseitige Beeinflussung übertragen zu können. Je nach Anforderungen an die Schirmwirkung des Kabel-Assembly können beide Paare im Sternvierer

von einem gemeinsamen Wendel- oder Geflechtschirm mit zusätzlichem Folienschirm umgeben sein (Vollschirmung),
nur einen Folienschirm mit/ohne Beilauflitze besitzen (Teilschirmung) oder
komplett ungeschirmt sein.

Aufgrund der kompakten Bauweise benötigt das HSD-Kabel-Assembly nur geringfügig mehr Bauraum als eine vergleichbare Koaxialvariante. Es stellt jedoch zwei voneinander unabhängige, differenzielle Datenleitungspaare zur Verfügung, die in Hinsicht auf Bandbreite eine völlig symmetrische bidirektionelle Kommunikation sicherstellen.
Auch wenn heute noch die Anforderungen an die Bandbreite des Rückkanals deutlich geringer sind als diejenigen für den Hinkanal, wird sich das in Zukunft mit dem Einzug hochbitratigen Ethernets deutlich ändern.