Schnittstellen-ICs: Analoge Technik bewegt digitale Inhalte #####

21. September 2007, 17:22 Uhr |

Eine visuell vernetzte Welt wird zunehmend Realität. Auch wenn Anwendungen wie Echtzeit-Videokonferenzen im privaten Bereich noch alles andere als weit verbreitet sind – die Technik dafür existiert bereits. Neben dem Fernsehen gewinnt die Video-Übertragung auf Mobiltelefone, Laptops und iPods an Verbreitung, ermöglicht durch modernste BiCMOSHalbleiterprozesse und analoge Technik. Schnelle Schnittstellen-Bausteine säubern verrauschte digitale Signale und sorgen dafür, dass die entscheidenden Szenen des Fußballspiels ungestört genossen werden können.

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Von Jeff Waters

Immer diese Langstreckenflüge, die nicht enden wollen. „Erfreulicherweise“, denkt sich Helmut Huber, der als Applikationsingenieur eines großen kalifornischen Halbleiterherstellers regelmäßig in die Firmenzentrale im Silicon Valley muss, „habe ich mir den ,European Football Review‘ auf meinen Video-iPod heruntergeladen.“ Am Abend zuvor hatte er diese Sendung mit seinem Laptop aus dem Web geladen und auf seinen Video-iPod übertragen. Echter Fußball in hoher Auflösung auf einem mobilen Gerät – einfach, schnell und preisgünstig.

Szenenwechsel: In einem Außenbezirk von Salt Lake City (US-Bundesstaat Utah) gehen die Mitglieder einer fünfköpfigen Familie ihren Beschäftigungen nach. Während die Eltern CNN sehen, verfolgt einer der Teenager ein Baseball-Spiel auf ESPN. Eine weitere Tochter, ebenfalls im Teenager-Alter, lädt aktuelle Texte für das College aus dem Internet auf ihren Laptop-Computer herunter und lässt sich gleichzeitig von einem Musikvideo berieseln. Das jüngste Kind von zehn Jahren schließlich telefoniert mit einem Freund in New York. Kabelanschluss mit HDTV, Breitband-Datenzugang mit 15 Mbit/s und Flat-Rate fürs Telefon – alles für 90 Dollar pro Monat und ohne dass auch nur ein Video-Frame oder eine Note verlorengeht.

Alle diese eindrucksvollen digitalen Unterhaltungsdienste basieren auf Bit-Informationen, also logischen 1- und 0-Werten, die Strecken von teils tausenden Kilometern unter keineswegs immer idealen Bedingungen nahezu störungsfrei zurückgelegt haben. Betrachten wir beispielsweise das Fußballspiel genauer, mit dem sich der Ingenieur die Zeit auf seinem Flug vertreibt: Ursprünglich wird das Digitalsignal erzeugt, indem in einer hochauflösenden Videokamera im Stadion analoge Bilder in digitale Signale umgesetzt werden. Die Bit-Informationen verlassen die Kamera mit einer Datenrate von 1,485 Gbit/s und gelangen über ein 140 m langes Koaxialkabel in den Übertragungswagen, der mit Speichermedien und Satellitenübertragung ausgerüstet ist, um die Bits an das Fernsehstudio zu überspielen. Dort folgen wieder einige Meter Koaxialkabel, bis der Video-Schalter erreicht ist. Dieser sendet die Bilddaten – wiederum per Koaxkabel – an die Bildbearbeitungsgeräte, die das Bild mit Grafiken wie z.B. der Anzeige des aktuellen Spielstands kombinieren. Nachdem die Bits per Koaxkabel an den Video-Schalter zurückübertragen sind, gelangen sie über ein weiteres Koaxkabel an einen lokalen Server, in dem sie über Backplanes mit einer Rate von 3,125 Gbit/s von einer Leiterplatte zur anderen gelangen, um schließlich mit einer Datenrate von 3 Gbit/s über ein Serial-ATA-Kabel in einem Massenspeicher zu landen.

Sobald unser Ingenieur die entsprechende Website anklickt, um sein Video herunterzuladen, verlassen die Bits diesen Massenspeicher. Der Weg geht per Kabel an den Server und von dort über Lichtwellenleiter, Dutzende von Routern und über eine Strecke von einigen hundert oder tausend Kilometern bis zum Laptop des Ingenieurs. Dann sind es nur noch ein oder zwei Meter, die mit 480 Mbit/s per USB-Kabel bis zum iPod zurückgelegt werden müssen (Bild 1).