Physical-Layer und EMV-Analyse eines HDBaseT Systems im automobilen Umfeld

摘要

Der Wunsch nach mehr Komfort und Sicherheit fuhrt seit Jahren zu einem stetigen Zuwachs an elektronischen Komponenten im Fahrzeug. Um den wachsenden Anforderungen gerecht zu werden, sind schnelle und hochbitratige Ubertragungssysteme im Fahrzeug erforderlich. Ein solches System ist zum Beispiel HDBaseT (HDBT) [1-2], mit dem periphere Komponenten mit sehr hohen Datenraten in Echtzeit vernetzt werden konnen. Ursprunglich fur den Consumer Markt entwickelt, wird aktuell an einer speziellen Adaption des HDBaseT Systems fur den Einsatz im Kraftfahrzeug gearbeitet. Dabei sollen bis zu 6 Gbit/s (differentiell und bidirektional) uber eine ungeschirmte, verdrillte Zweidrahtleitung (UTP-Leitung) ubertragen werden. Der Einsatz eines schnellen Ubertragungssystems mit bis zu 6 Gbit/s stellt im Fahrzeug eine grosse Herausforderung an die elektromagnetische Vertraglichkeit (EMV) dar. Trotz des Einsatzes einer mehrstufigen Pulsamplitudenmodulation (PAM) ist die Symbolrate hoher und das Signalspektrum ausgedehnter als beispielsweise bei 100BASE-T1. Intensive EMV- und Hochfrequenz-Studien zu 100BASE-T1 [3] im Vorfeld seiner Einfuhrung haben gezeigt, dass bereits im Frequenzbereich bis 100 MHz die durch Asymmetrien entstehende Modenkonversion (Umwandlung eines Teils des Nutzsignals in ein Gleichtaktsignal) der Ubertragungsstrecke hauptsachlich fur die Storaussendung des Systems verantwortlich ist. Der Grund fur die Storaussendung liegt in der Abstrahlung des Gleichtaktsignals (erzeugt durch die Modenkonversion) durch die Datenleitung. Bei HDBT und der damit verbundenen hoheren Ubertragungsrate gilt es daher umso mehr, das Hauptaugenmerk auf die Modenkonversion zu legen.