Smart Home 08.04.2011, 19:52 Uhr

Ein Breitbandnetz fürs ganze Heim

Bei der Heimvernetzung scheitert so manche anspruchsvolle Anwendung noch immer an fehlender Bandbreite. Damit Visionen von Video überall endlich wahr werden, hat das von der EU finanzierte Omega-Projekt neue Standardisierungsvorschläge erarbeitet.

Wenn der Videofilm vom Serverraum im Keller drahtlos ins Heimkino unter dem Dach übertragen werden soll, stoßen die für solche Zwecke von den Herstellern gern vorgeschlagenen Drahtlos-Technologien häufig an ihre Grenzen. Denn in der Regel bestehen hiesige Gebäude nicht aus Pappmaschee, sondern aus Beton und beträchtlichen Mengen Stahl, was die Übertragungsqualität empfindlich mindert oder Funktechniken mancherorts unmöglich macht.

Das ist schon lange ein Ärgernis, zumal meist gleichzeitig in den Häusern reichlich Kabel liegen: Stromkabel zum Beispiel, aber auch Telefonleitungen oder Koax-Kabel für den Fernsehempfang. Was fehlt, ist eine Brücke zwischen den unterschiedlichen Technologien.

Genau darum ging es im Omega-Projekt, das die Europäische Union mit 12,4 Mio. € sponserte. Teilnehmer waren neben wichtigen Forschungseinrichtungen aus unterschiedlichen Ländern Europas diverse große Telekommunikationsprovider, etwa France Télécom, und Hersteller wie Siemens.

Im Februar nun lief das Projekt mit der Präsentation der Ergebnisse aus. An einer Fortschreibung mit vertieften Fragestellungen wird aber bereits gearbeitet – das Thema Smart Grid beispielsweise war 2008, als Omega konzipiert wurde, noch nicht so wichtig wie heute. Also wurde es trotz eindeutiger Heimvernetzungsrelevanz nicht ins Projektspektrum integriert und ist damit, so Projektkoordinator Jean-Philippe Javaudin, ein wichtiger Kandidat für ein Nachfolgevorhaben.

Die Ergebnisse von Omega können sich sehen lassen. Das wichtigste Resultat ist ein Standardisierungsvorschlag für eine neue Protokollschicht. Sie soll unterschiedliche Übertragungsmedien, z. B. WLAN und Stromkabel (Powerline), breitbandig so verbinden, dass der Nutzer gar nicht mehr merkt, ob seine Daten gerade drahtlos oder auf dem Kabel unterwegs sind.

Natürlich soll die neue Norm auch die für anspruchsvolle Multimedia-Anwendungen nötige Bandbreite – vorgesehen ist mindestens 1 Gbit/s – garantieren. Und schließlich strebt Omega an, dass Altgeräte einfach über eine Art kostengünstiges Gateway an die Infrastruktur angebunden werden können.

In etwa einem Jahr soll die neue Schicht, für die die IEEE die Arbeitsgruppe P1905.1 implementiert hat, fertig standardisiert sein. Danach würden die meisten Gerätehersteller, davon geht jedenfalls der technische Leiter des Projekts, Martial Bellec, aus, sie ohnehin in ihre Geräte einbauen. Vor-Standard-Modelle erwartet Bellec noch in diesem Jahr.

Um besser zu verstehen, was das neue Protokoll tun soll, muss man sich das sogenannte Netzwerk-Schichtenmodell in Erinnerung rufen: Die unterste Ebene bildet danach das physische Medium, gefolgt von einer Ebene, die den Zugriff auf dieses Medium regelt. Gleich darüber folgen die Netzwerkprotokolle der TCP/IP-Familie und darüber die Applikationen. Die TCP/IP-Protokolle aber können nicht garantieren, dass ein Netzwerk die Daten so schnell und gleichmäßig transportiert, wie es müsste, damit z. B. ein Film auf dem Bildschirm nicht ruckelt.

Die neue Schicht (in Omega-Diktion Netzwerkebene 2,5) plant Omega deshalb oberhalb der Netzwerkzugangsschicht und unterhalb von TCP/IP ein. Sie sichert zum einen die nötige Übertragungsqualität und sorgt zum anderen dafür, dass die Datenpakete den Übergang zwischen beispielsweise einer WLAN- und einer Powerline-Strecke nicht bemerken.

Außerdem beschäftigte sich Omega mit der Charakterisierung von Powerline-Strecken. „Bei UMTS-Funkverbindungen gibt es längst unterschiedliche Qualitätsklassen“, sagt Bellec. „Nur bei Stromkabeln ging man bisher automatisch davon aus, dass man immer beste Qualität bekommt – das ist aber mitnichten so. Alte Schalter, Kabelkreuzungen und viele weitere Faktoren können die Übertragung verlangsamen.“ Nun hat Omega neun durch bestimmte Werte für Dämpfung, Übersprechen und andere Eigenschaften gekennzeichnete Klassen von Powerline-Verbindungen definiert. Hersteller können dann angeben, wie schnell ihre Systeme auf Leitungen einer bestimmten Qualitätsklasse sind. „Damit gibt es dann weniger negative Überraschungen, wenn ein System eingesetzt wird“, erklärt Bellec.

Schließlich hat Omega auch mit neuen Drahtlos-Technologien experimentiert: mit der Übertragung im 60-GHz-Band, die heute durch verbilligte Cmos-Technologie möglich und als IEEE 802.11ad standardisiert wird, und neuen Formen der Datenübertragung mit sichtbarem Licht.

„Leuchtdioden lassen sich aktiv an- und ausschalten und deshalb kann man damit Nullen und Einsen übertragen“, erklärt Bellec. Im 100-MHz-Takt wandern dann – ununterbrochene Sichtlinie vorausgesetzt – Datenströme z. B. auf ein digitales Gerät, das unter eine Lampe gehalten wird. Derlei kann sich der Omega-Manager vor allem an Info-Points und Messeständen vorstellen. Bei der Omega-Präsentation funktionierte das bereits.

 

Von A. Rüdiger

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