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Das Medium des Stromnetzes wurde nicht konzipiert, um Signale mit hoher Frequenz (HF) zu übertragen.
Daher muss man die Beschränkungen dieses Mediums beachten, um eine gute
Übertragung dieser HF-Signale zu gewährleisten, ohne die Geräte in der Umgebung
zu beeinträchtigen, ebensowenig den Frequenzbereich von 1-30 Mhz, da manche
Frequenzen in diesem Bereich für die Armee oder Amateurfunker reserviert sind.
All das muss in Betracht gezogen werden, um dem Enduser eine
ausreichende Bandbreite zu bieten.
Das Problem besteht also darin, die vom Stromnetz benötigte Leistung zu reduzieren, und zugleich eine ausreichende Bandbreite sicherzustellen, dabei aber die Effekte von Lärm und Verzerrung auf die Leitungen zu beschränken. Die Lösung : eine Verbindung aus dem stärksten Stromsignal und einer optimalen Kupplung von TFA-Netzwerk und Stromnetz.
Es gibt zwei Arten der Kupplung : parallelle kapazitative Kupplung auf dem Stromnetz, oder induktive Kupplung über einen Magnetkern. Bei Installationen im Innenbereich (indoor) wird standardmäßig die kapazitative Kupplung durchgeführt, sobald man die TFA-Ausstattung an die Steckdose anschließt, daher stellt sich das Problem nur bei Installationen im Außenbereich (outdoor), die viel schwieriger durchzuführen sind.
Die große Herausforderung bei TFA besteht darin, eine Bandbreite mit niedrigem Übertragungsniveau zu « erhalten » wobei die Übertragungsleistung der Stromleitungen beschränkt wird, oder eine Bearbeitung des stärksten Signals, um eben diese Beschränkung des Übertragungsniveaus zu überwinden.
Bei den derzeitigen Lösungen werden zwei Modulationsarten verwendet : OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) und Spread Spectrum (ou Modulation durch Frequenzspreizung).
Die OFDM-Übertragungstechnik basiert auf der gleichzeitigen Emission auf n Frequenzbändern (zwischen 2 und 30 MHz gelegen) von N Trägern pro Band. Das Signal wird auf die Träger aufgeteilt. Die Arbeitsfrequenzen werden je nach Regelung gewählt, die anderen werden durch Software « ausgeschalten ». Das übertragene Signal hat ein Niveau, das hoch genug für eine erhöhte Bandbreite ist, und wird zeitgleich auf mehrere Frequenzen angewendet. Schwächt eine davon ab, kommt das Signal dank der simultanen Übertragung trotzdem an. Das Spektrum des OFDM-Signals ermöglicht durch die Orthogonalität der Unter-Träger eine optimale Ausnutzung der Bandbreite.
N.B. : Dies Modulation wurde vom Homeplug Komitee ausgewählt, daher habe alle Geräte, die sich an die Homeplug Norm halten, OFDM Modulation. Diese Art der Modulation findet Verwendung bei WiFi (802.11a) Drahtlos-Übertragungen.
Das Prinzip der Modulation durch Frequenzspreizung (Spread Spectrum) besteht darin, die Information auf einem Frequenzband « aufzuteilen », das viel größer ist, als das benötigte, mit dem Ziel, störende Signale und Verzerrungen durch Ausbreitung zu verhindern : das Signal verbindet sich mit dem Ton. Das Signal wird zu Anfang codiert, jedem User wird ein Code zugeteilt, der die Decodierung beim Empfang ermöglicht. Die Verteilung wird durch ein Pseudo-Zufallssignal sichergestellt, den Verteilungscode. Beim Empfang wird das Signal als Lärm wahrgenommen, wenn der Empfänger den Code nicht hat. Da das Signal auf einem niedrigerem Niveau übertragen wird als der Lärm, bleibt die Bandbreite niedrig. Die Modulation per Frequenzspreizung ist daher optimiert, um Lärm entgegenzuwirken, dessen Effekte sie besser begrenzt.
Die CDMA (Code Division Multiple Access) Modulation ist eine Modulation durch Frequenzspreizung, die bei manchen TFA-Lösungen eingesetzt wird.
Vergleicht man die verschiedenen Lösungen, die es zurzeit gibt, bemerkt man, dass Lösungen mit Frequenzspreizung auf niedriger Bandbreite bleiben, nur Lösungen, die OFDM verwenden, können bisher höhere Bandbreiten erreichen.
Jede TFA-Lösung muss eine robuste physikalische Ebene beinhalten, aber auch ein effizientes Zugangsprotokoll zur Netzwerksebene. Dieses Protokoll kontrolliert die Teilung des Transmissionsmediums zwischen zahlreichen Clients, während die physikalische Ebene die Modulation, Codierung und das Format der Pakete festlegt.
Die Zugangsmethode, die von den Geräten verwendet wird, die mit TFA arbeiten, ist CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance), also die Methode, die auch bei WiFi-Drahtlosnetzwerken verwendet wird.
Article geschrieben von Françoise Cacciaguerra – November 2003
Letzte Änderung am Mittwoch 1 April 2009 à 14:16:21.