Mit CMOS im freien 60-GHz-Band funken

Mit CMOS im freien 60-GHz-Band funken

Im Funkchip ist als Luftschnittstelle eine Multi-Element-Antenne integriert. Dieses Mikro-Array ist in der Lage, die Funkwellen dynamisch in wechselnde Richtungen zu lenken. Der Sender ist zur Unterstützung geringer Datenraten mit einer »Low Rate Phy« (LRP) und zur Unterstützung hoher Datenraten mit einer »High Rate Phy« (HRP) ausgerüstet. Der Basisband-IC unterstützt unter anderem Koordinierungsaufgaben im WVAN, die zum Ziel haben, andere Teilnehmer selbsttätig zu orten. So können laufend neue Teilnehmer hinzukommen oder sich verabschieden.

Über den Leistungshunger der Chips möchte SiBeam keinen »Daumenwert« veröffentlichen. »Die Energie-Aufnahme hängt stark von der Applikation ab«, erklärt John LeMoncheck die Zurückhaltung. »Wir geben jedem interessierten Kunden deshalb lieber in einem direkten Gespräch alle benötigten Informationen. Diese Vorgehensweise hat sich gut bewährt.«
Content Protection (DTCP) ist auf beiden Seiten gemäß MPAA/DTLA implementiert. Neben den Chipsätzen bietet SiBeam mit dem SK9110TXRX auch ein Wireless-HD-Development-Kit an.

7 GHz Bandbreite am Stück

Das lizenzfreie 60-GHz-Band (von 57 bis 66 GHz) blieb bislang weitestgehend ungenutzt für die drahtlose breitbandige Kommunikation im Nahbereich. Das lag nicht zuletzt daran, dass dieses Band weltweit noch nicht ausreichend reguliert und harmonisiert war. Somit war es illegal, das Band einfach zu nutzen. Und das wiederum hinderte die Industrie daran, Lösungen anzubieten. Dass ein Band mit einer zusammenhängende Breite von 7 GHz infolgedessen jahrzehntelang praktisch brach lag, war schade, aber unvermeidlich. Man konnte bestenfalls vordenken und vorzubereiten, um ansonsten nur abzuwarten, wie und wie schnell die Regulierung vorankommt.

Inzwischen aber sind internationale Zulassungsbestimmungen für das 60-GHz-Band (das einer Wellenlänge von 5 mm entspricht) in der Entstehungsphase. Dank ausreichender Überlappung steht der Harmonisierung immerhin kaum noch etwas im Wege: In Nordamerika steht das Band von 57-64 GHz zur Verfügung, in Japan von 59-66 GHz. Ähnlich sieht es in Europa und Südkorea aus. Die europäische CEPT hat die Nutzung des Bandes freigegeben (die Freigabe ist eingefügt in die Empfehlung ERC/REC 70-03). Demnach darf innerhalb von Gebäuden und im Freien (hier allerdings ohne Festinstallation) mit einer isotropen Sendeleistung von 25 dBm (etwa 300 mW, EIRP) gearbeitet werden, mit einer Leistungsdichte von nicht mehr als -2 dBm/MHz. Der Sender darf kontinuierlich betrieben werden; eine Einschränkung hinsichtlich des »duty cycle« ist nicht vorgesehen.

Für den Einsatz innerhalb Gebäude gelten großzügigere Bestimmungen. Die isotrope Sendeleistung darf 40 dBm aber nicht überschreiten (das sind immerhin 10 W!). Auch hier bleibt die Leistungsdichte beschränkt, beträgt allerdings maximal 13 dBm/MHz, also immerhin 20 mW/MHz. Und auch im Haus darf der Betreiber den Sender kontinuierlich einsetzen. 10 W Sendeleistung benötigt man übrigens nur dann, wenn die Daten mit einem Durchsatz von 25 GBit/s übertragen werden sollen. Das ist noch Zukunftsmusik.

Pro Kanal stehen 2500 MHz Bandbreite zur Verfügung. Die damit mögliche Kanalkapazität ist immens. SiBeams Sendetechnik füllt das Band mit einem orthogonalen Frequenzvielfach (OFDM), mit dem sich ein Durchsatz von 4 GBit/s erreichen lässt. Die hohe Kanalkapazität senkt auch die erforderliche Komplexität der Modulationsverfahren. Zum Vergleich: Die breitbandige WiFi-Variante IEEE 802.11n erfordert hochkomplexe Modulation, um 25 bps Kanalkapazität pro Hz Bandbreite unterzubringen. Für Wireless HD reichen 0,4 bps/Hz. Das schlägt sich auch in dem Energiehunger des Systems nieder: Zwar ist die erforderliche Sendeleistung höher als bei IEEE 802.11n oder Ultra-wide Band, jedoch kommt die Basisband-Technik mit weniger Energie pro übertragenes Datenpaket aus.

Auch in Deutschland ist die Funktechnik inzwischen zugelassen. Joachim Lehmann, der beim deutschen SiBeam-Vertriebspartner Hy-Line für den Technischen Support zuständig ist, versichert: »Nach Wireless HD 1.0 von SiBeam arbeitende Geräte erfüllen die europäischen Vorschriften EN 302 567 und ERC/REC 70-03 und dürfen in den Staaten der Europäischen Union vertrieben und betrieben werden.«

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