Terrestrische Kommunikationsnetze:
Im Gbit/s-Tempo auf der Kupferleitung
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Frequenzbereich bis 300 MHz
Das jetzige VDSL2 nutzt das Spektrum bis maximal 30 MHz. Um noch höhere Datenraten zu erzielen, erforscht das Fraunhofer ESK die Nutzung von Frequenzen bis 300 MHz. Dabei spielen neben den Übertragungseigenschaften der Leitungen selbst auch das Hintergrundrauschen und Impulsstörungen, die sporadisch auftreten, eine wichtige Rolle. Die höheren Frequenzbereiche ermöglichen den Einsatz neuer Übertragungsverfahren, wie G.fast, das bis zu 212 MHz nutzt und sich gerade in der Standardisierung befindet. Durch diese Erweiterung des Frequenzspektrums werden höhere Datenraten von bis zu 2 Gbit/s prinzipiell möglich, allerdings nur, wenn die Kanaleigenschaften konsequent berücksichtigt werden. Um die Situation in Deutschland realistisch zu bewerten, haben die ESK-Forscher sowohl die hierzulande verwendeten Kabeltypen identifiziert und vermessen als auch typische Kabelinstallationen in Häusern untersucht. Basierend auf diesen Vorarbeiten und neuen Messungen im erweiterten Frequenzbereich von bis zu 300 MHz wird im Projekt FlexDP eine Simulationsumgebung entwickelt, um beliebige Netzszenarien realitätsnah nachzustellen und praxisnah zu bewerten. So werden Probleme bei der hochbitratigen Datenübertragung frühzeitig identifiziert, damit die Forscher Lösungen für eine zuverlässige Übertragung mit Datenraten von 1 bis 2 Gbit/s entwickeln können. Zudem fließen die gewonnenen Erkenntnisse in die Entwicklung und Umsetzung von zukünftigen Übertragungssystemen ein.
Beschleunigter Netzausbau
Um höhere Datenraten zu erzielen, muss in hybriden Netzen die Länge der Kupferleitungen begrenzt werden, bei G.fast etwa auf 250 Meter. Dazu müssen neue Standorte erschlossen werden, die näher an den Endstellen liegen. Dies wird einfacher, wenn die Verteilerkästen nicht von bereits verlegten Stromleitungen abhängig sind, sondern durch die Kupferleitungen von den Kunden selbst mit Energie versorgt werden (Reverse Power Feeding). Deswegen müssen diese etwa Schuhkarton-großen Verteiler sehr energieeffizient arbeiten. Die Herausforderung bei der Fernversorgung mit Strom besteht in der schwankenden Auslastung, denn jeder der angeschlossenen Haushalte nutzt das Netz in der Regel zu anderen Zeiten mit unterschiedlichen Anforderungen. Die von den Projektpartnern Lantiq und InnoRoute zu entwickelnde Hardware und deren Komponenten müssen daher möglichst energieeffizient sein, genauso wie die Übertragungsverfahren selbst, um dem unterschiedlichen Nutzungsverhalten der Kunden zu entsprechen. D.h., sollte nur ein Kunde sein Modem einschalten, muss bereits diese Energie ausreichen, um den Verteilerkasten zu betreiben. Sende- und Empfangsbaugruppen müssen sich daher dynamisch an- und abschalten lassen, was eine Veränderung der Crosstalk-Störumgebung zur Folge hat. Somit besteht eine weitere Herausforderung in der Entwicklung neuer Algorithmen für eine stabile Übertragung bei sich fortlaufend ändernden Szenarien. Das ESK erarbeitet zudem Konzepte für den Notfallbetrieb bei Stromausfall. Das Projekt wird durch die Bayerische Forschungsstiftung gefördert.
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