Optische Mehrleistung MOST150 Physical Layer für A/V-Streaming und Datenübertragung im Fahrzeug

Um bei MOST150 Datenraten bis zu 150 Mbit/s zu erreichen, wurden neben der Spezifikation der Schnittstellen auch Regeln zur technischen Compliance, zu Testverfahren und zur verwendeten Messtechnik erarbeitet. Dadurch wurde die Grundlage zur Sicherstellung eines hohen Qualitätsniveaus geschaffen.

Optische Datenübertragung wird in Produkten der Daimler AG, wie in Bild 1 dargestellt, bereits seit 1998 eingesetzt. Die ersten Systeme für Telefon- und Audio-Anwendungen im Fahrzeug beruhten auf dem Domestic Digital Bus (D2B). Entwicklung und Pflege dieses proprietären Systems erforderten jedoch einen Aufwand, der von einem einzelnen Automobilhersteller auf Dauer nicht erbracht werden konnte. Die Daimler AG hat daher mit anderen Mitgliedern der MOST Cooperation [1] den MOST25-Standard [2] zur Übertragung von Audio, Video und zur Steuerung angebundener Komponenten entwickelt. Mittlerweile wird MOST25 in über 90 Fahrzeugmodellen eingesetzt.

Die nächste MOST-Generation wird derzeit unter dem Namen MOST150 spezifiziert. Die Datenrate wird von 25 Mbit/s auf 150 Mbit/s erhöht, so dass Audio und Video in HD-Qualität übertragen werden können. Wie MOST25 ist MOST150 synchron getaktet und unterstützt Anwendungen mit derselben Taktrate sehr effizient. Verwendet ein Audio-/Videostrom eine andere Taktrate, so kann dieser isochron übertragen werden, d.h., die zeitliche Taktung des Audio-/Videodatenstroms wird mit übertragen und am Empfänger rekonstruiert. Für asynchron übertragende Anwendungen (z.B. Internet-Anwendungen) wurde eine Ethernet-Schnittstelle spezifiziert. Neben der transparenten Unterstützung von synchronen, isochronen und asynchronen Anwendungen waren weitere wesentliche Zielsetzungen von MOST150:

  • Erhöhung der Bit-Rate auf zirka 150 Mbit/s
  • Hohe Übertragungsgüte mit Bit-Fehlerraten kleiner 10–9
  • Robustheit, Zuverlässigkeit und gute Verbaubarkeit
  • Interoperabilität der Bauteile verschiedener Hersteller
  • Mit MOST25 vergleichbare Kostenstrukturen

Trotz der Erhöhung der Datenraten von 5,6 Mbit/s auf 150 Mbit/s basiert die optische Übertragungstechnik seit 1998 auf derselben technischen Basis:

  • Übertragungsmedium: Polymerfaser mit 1 mm Durchmesser
  • Sender: Standard-LED (650 nm)
  • Empfänger: Silizium-Halbleiter

Die Steigerung der Datenübertragungsrate auf 150 Mbit/s bringt diese optische Übertragungstechnik im automotiven Einsatz nahe an ihre technischen und ökonomischen Grenzen. Um die oben genannten Zielsetzungen dennoch zu erreichen, wurden zur Spezifikation daher Verfahren aus der Telekommunikation – wie Augendiagramme oder "GoldenPLL" – eingesetzt und zusätzliche Maßnahmen zur Qualitätssicherung vorgeschrieben. Eine hohe Qualität der optischen Übertragungstechnik ist für den Erfolg von MOST150 essenziell, da ein effizienter, verlässlicher Physical Layer einfachere und somit sicherere Kommunikationsprotokolle auf den höheren Schichten erlaubt und letztendlich zu einer geringeren Komplexität und Fehleranfälligkeit des Gesamtsystems führt.