Fünffacher Nutzen

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HDBaseT nutzt vorhandenes Ethernet

Neue Standards auf alten Ethernet-Kabeln? Was zunächst schon wirtschaftlich klingt, ermöglicht zudem neue Funktionalität: Neben Ethernet-Informationen lassen sich mit HDBaseT auch Video/Audio-, Steuer- oder USB2.0-Signale übertragen. Sogar Energien bis 100W sind bis 100m realisierbar.
Es gibt bereits zahlreiche Erweiterungen des Ethernet-Standards und angesichts von Industrie 4.0 und smarten Produktionssystemen sind höhere Kapazitäten und mehr Funktionen gefordert. Doch aufgebohrtes Ethernet gemäß Industrie 4.0 benötigt auf jeden Fall eine geänderte Infrastruktur. Der HDBaseT-Standard kommt ursprünglich aus dem professionellen AV-Bereich. Vor allem die Kabelverlängerungs- und Steuerungs-Features auf bis zu 100m und die Möglichkeit der gleichzeitigen Stromübertragung werden in dieser Branche genutzt. Aber unter den heutigen Anwendern finden sich zunehmend Unternehmen, die HDBaseT im IPC-Umfeld einsetzen. Der Standard wurde ursprünglich vom israelischen Unternehmen Valens Semiconductor entwickelt, doch längst hat sich die Firma mit Sony Pictures Entertainment, Samsung und LG zur HDBaseT-Allianz zusammengeschlossen, um den Standard auf breiter Basis zu fördern. Seitdem ist die Allianz auf knapp 150 Mitglieder angewachsen. Mit dem Begriff 5Play umschreibt Valens die Kerneigenschaft, dass über ein ganz normales LAN-Kabel (Cat 6a) mit RJ45-Ports nun 4K-Video/Audio, Ethernet, Steuersignale, USB2.0 und Energie (Power over HDBaseT) zugleich übertragen werden können.

Proprietäre Pulsamplitudenmodulation

HDBaseT setzt auf Pulsamplitudenmodulation (PAM). Im Grunde ist dies die gleiche Technik, die verwendet wird, um Ethernet-Signale in Twisted-Pair-Verkabelungen zu kodieren; bei dieser Technik werden digitale Daten als ein Kodierungsschema mit verschiedenen Ebenen der Gleichspannung bei ziemlich hohen Geschwindigkeiten dargestellt (in der Größenordnung von 125 Mega-Impulsen/s oder mehr für Ethernet). Während Ethernet ein 5-Ebenen-PAM (PAM-5) verwendet, verwendet HDBaseT eine proprietäre Version, die PAM-16 nutzt: einige der neueren High-Speed-Ethernet-Kodierungsschemata, wie 802.an (10GBaseT), verwenden 16-Ebenen-PAM. Die von HDBaseT verwendete, patentierte und proprietäre Version der PAM-Modulation ergibt eine große Anzahl an Features in einem bis zu 100m langen einzelnen Cat-Kabel – ohne dass dabei die elektrischen Drahteigenschaften die Leistung beeinträchtigen. Es muss an dieser Stelle unbedingt angemerkt werden: Obwohl HDBaseT dieselbe Kodierungstechnik wie das Ethernet verwendet, ist HDBaseT kein Ethernet. Es stützt sich nur auf die gleiche Verkabelung, wodurch die inhärenten Vorteile einer kostengünstigen Cat-Infrastruktur ausgenutzt werden. HDBaseT verwendet ein asymmetrisches Verfahren für das Senden von Video, Audio, Ethernet und Steuerungssignalen von der Quelle zur Senke, es werden jedoch nur 300Mbit/s rückübertragen (für Ethernet- und Kontroll-Signale). Im Gegensatz zur herkömmlichen Datenkommunikation, die eine symmetrische Applikation mit einer Bit-Fehlerrate (BER) von mindestens 1012 erfordert, basiert HDBaseT auf einer DSP-Engine und einer AFE-Architektur (Analog Front End). Dazu wurde ein spezielles Kodierungsschema entwickelt, das letztendlich sogar bessere Übertragungsqualitäten für einige Arten von Daten (Audio, Kontrollsignale, Ethernet) erlaubt – ohne dass ein zusätzlicher Schutz-Overhead für die Videoinhalte nötig ist, der eigentlich die meiste Bandbreite verbraucht.

Chip-Sets für verschiedene Einsätze

Valens hat eine ganze Reihe von verschiedenen Chipsets entwickelt. Es können alle Varianten vom Extra-Modul auf einer Platine bis zur On-Board-Integration zum Einsatz kommen. Unternehmen, die Industrie-PCs entwickeln oder einsetzen, sowie Unternehmen, die weitere Produkte entwickeln wollen, können sich online bei der HDBaseT-Allianz informieren. Mit einem LAN-Kabel und gängigen RJ45-Anschlüssen sind Anwender via HDBaseT in der Lage, fünf verschiedene Datenübertragungsarten zu vereinen. Dies bedeutet geringen Installations- und Wartungsaufwand nebst einer Kostenersparnis im Vergleich zu fünf Einzelinstallationen. Darüber hinaus gibt es zusätzliche Vorteile wie Kabelverlängerungen.

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