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POWERLINE ÜBERTRAGUNGSGESCHWINDIGKEIT WEITER GESTEIGERT

21.04.2011

Seit kurzem ist er nun verfügbar: Das erste nach dem neuen IEEE1901 Standard entwickelte Power Line Chipset bestehend aus AR7400

Mit dem neuen Chipset konnte die Datenübertragungsgeschwindigkeit gegenüber dem bisherigen INT6400 Chipset nach "Home Plug AV" Standard erheblich gesteigert werden. Während mit dem INT6400 Chipsatz eine Bruttodatenübertragungsrate von ca. 200Mbps erreicht wird, schafft das neue Chipset AR7400 mit 500Mbps das Zweieinhalbfache dieser Datenrate.

Die IEEE Standards Association hat am 30 September 2010 den neuen "P1901/D4.01 (COM/SC) Standard for Broadband Over Power Line Networks: Medium Access Control and Physical Layer Specifications" verabschiedet, nach dem der AR7400 Chipset entwickelt wurde.

Der IEEE1901 ist praktisch eine Erweiterung des bisherigen Home Plug AV Standards. Bei Home Plug AV werden ca. 1.100 Trägerfrequenzen im Frequenzbereich von ca. 2MHz bis 30MHz verteilt auf die Leitung ausgesendet und, je nach Qualität des Übertragungsweges und Vorhandensein von Störern, mit bis zu 1.024 QAM (Quadratur Amplituden Modulation) moduliert. Der IEEE1901 Standard erweitert diesen Frequenzbereich bis auf ca. 68MHz und ermöglicht damit die Steigerung der Anzahl der möglichen Trägerfrequenzen auf ca. 2.700. Auch das Modulationsverfahren wird auf 4.096 QAM erweitert.

Geräte nach Home Plug AV können trotzdem mit Geräten nach IEEE1901 Daten austauschen.

An dieser Stelle muss mit einem Missverständnis aufgeräumt werden: Die Bruttodatenrate hat nicht sehr viel mit der tatsächlichen Ethernet-Datenübertragungsgeschwindigkeit zu tun. Durch die Notwendigkeit des ständigen Austausches von Informationen zwischen zwei Power Line Knoten und durch zusätzlich notwendige Verschlüsselungs- und Fehlerkorrekturverfahren reduziert sich die nutzbare Datenrate auf ca. 95Mbps UDP beim 200Mbps Chipset INT6400 und auf ca. 250Mpbs beim 500Mbps Chipset AR7400.

Leider sind diese Datenraten in realen Anwendungen auch nicht erzielbar, da die in Mitteleuropa in Häusern üblichen Dämpfungswerte in der Regel zwischen 65dB und 75dB liegen.

Bild 1 verdeutlicht den Einfluss der Dämpfung auf die nutzbare Datenrate für die beiden Chipsets.

Man erreicht somit reale Datenraten zwischen 50Mpbs und 80Mpbs beim INT6400 bzw. 75Mbps bis 120Mbps mit dem AR7400. Alternativ kann man die verbesserte Performance des neuen Chipset zur Erhöhung der Reichweite nutzen, wenn man ihn mit einem MII-Interface betreibt anstatt mit RGMII.

Der AR7400 wird in 65nm Technologie gefertigt und der MAC/PHY-Chip AR7400 beinhaltet einen ARM11 Prozessor. Für die Datenübertragung stehen MII / GMII und RGMII Host Interface zur Auswahl. Eine Kommunikation über UART ist ebenfalls geplant. GPIO / SPI / I2C Schnittstellen dienen zur Kommunikation und Signalisierung mit der Außenwelt. Bild 2 gibt einen Überblick über die beiden neuen Bauteile, deren Schnittstellen und Anschlüsse.

Wie auch bereits der INT6400 kann der AR7400 Chipset nicht nur in reinen Power Line Applikation sondern praktisch auf allen Arten von 2-Draht-Verbindungen verwendet werden, wie z.B. Klingeldraht, CAT5-Kabel, Koaxleitungen usw.

Der AR7400 und der AR1500 sind im kommerziellen Temperaturbereit bei CODICO ab Lager verfügbar.

Ebenfalls erhältlich ist das Gigabit Ethernet Wall Adapter Referenzdesign - RD7400-GE (Bild 3 und 4), welches auch als Evaluierungsboard verwendet werden kann. Es enthält die Stückliste, Gerberfiles, Stromlauf, Board-Layout und die mechanischen Spezifikationen. Es erfüllt die Sicherheitsstandards UL60950 sowie CE60950. Im Bereich der Abstrahlung wird FCC Part 15 sowie CE Class A und B eingehalten.

Weitere Informationen erhalten Sie gerne bei uns!

A10

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Bild 1: Einfluss der Dämpfung auf die nutzbare Datenrate
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Bild 2: AR7400 Chipset und seine Interfaces
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Bild 3: RD7400-GE Referenzdesign
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Bild 4: Innenansicht des RD7400-GE Referenzdesigns

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