Breitband bis ins Hinterland
"Ultraschnelle" Breitband-Internetverbindungen gehen Hand in Hand mit Fortschritten bei der Realisierung der digitalen Agenda für Europa. Im täglichen Online-Leben vieler Europäer gehört eine schnelle Internetanbindung bereits zur Standardausstattung; sie ist unverzichtbar, um von den Funktionen des Web 2.0 profitieren zu können. Die Bereitstellung der Breitbandzugänge bis in abgelegenste Bergdörfer und äußerste Regionen ist allerdings nicht ganz einfach. Typischerweise erreicht man die höheren Datenübertragungsraten mithilfe von Glasfaserkabeln und einigen speziellen Tools, die zu diesen Zweck Satellitenkommunikation einsetzen. Um ganz Europa am Breitband teilhaben zu lassen, sind allerdings kostengünstigere, einfachere Vorgehensweisen erforderlich. Genau hier setzen Projekte wie das EU-finanzierte PowerNET an. Hauptziel von PowerNET war die Entwickung von "Cognitive broadband over power lines" (CBPL), wobei die allgegenwärtige Stromleitungs-Infrastruktur ausgenutzt werden soll, die bereits auf dem gesamten Kontinent vorhanden ist. Das Projekt wollte Demonstratoren bereitstellen, die nicht nur die von Breitband erwarteten hohen Datenraten liefern, sondern dies auch noch effizienter schaffen - unter Einsatz einer gering übertragenen spektralen Leistungsdichte (PSD) und funktionierend bei einem niedrigen Signal-Rausch-Verhältnis. Die Demos mussten außerdem auch den gesetzlichen Anforderungen hinsichtlich elektromagnetischer Strahlung (EM) entsprechen. Und um für erste Feldversuche bereit sein, musste das Projekt all das in nur einem Jahr unter Einsatz handelsüblicher Komponenten hinbekommen. Wirklich nicht gerade eine leichte Aufgabe. Erste Feldversuche dienten der Validierung der Entwürfe und außerdem unter anderem dazu, die Entwicklung einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (application-specific integrated circuit, ASIC) - eines Mikrochips für eine spezielle Anwendung, das Analogue Front End (AFE), - zu unterstützen, das eines der komplexen Teile des geplanten CBPL-Systems ist. Die digitalen Schaltungen wurden derart entworfen, dass sie nach der Herstellung mithilfe eines anwenderprogrammierbaren Gate-Arrays (Field-Programmable Gate Array, FPGA) vom Kunden oder Entwickler konfiguriert werden können. Vorteil des FPGA-Konzepts ist den Projektpartnern zufolge, dass das FPGA kommerziell später als eine digitale ASIC entwickelt werden kann, um die analoge ASIC zu ergänzen. Die analoge ASIC wurde im zweiten Jahr des Projekts auf der Grundlage erster Versuche entworfen. Dieser Chip wurde auf seine Leistungsfähigkeit hin getestet und in digitale Leiterplatten integriert, die für die neue CBPL-Demonstratoreinheiten benötigt werden. Auch in der zweiten Phase des auf 29 Monate angelegten PowerNET-Projekts wurden Softwarealgorithmen angewandt, um Systemfehler zu korrigieren, wobei man auf sogenannte "kognitive Algorithmen" hinarbeitete, die von Daten, mit denen sie zu tun haben, lernen können. Der letzte Schritt bestand darin, die Teile zu integrieren: die analoge ASIC in die CBPL-Demoeinheit. Tests und erforderliche Anpassungen folgten. Wie das Team berichtet, schnitten die Demonstratoren in Feldversuchen besser als die auf dem Markt befindliche moderne Technik ab; die gewünschten Ziele für PSD und elektromagnetische Strahlung wurden erreicht. Die fünf Partner - drei KMU, ein Forschungsinstitut und ein öffentliches Versorgungsunternehmen - verkündeten auf Konferenzen und Treffen mit Kollegen mit einem gewissen Stolz, dass die Technologie nun validiert sei. Diese Verbreitungs- und Sensibilisierungskampagne umfasste auch Standardisierungsbemühungen. PowerNET hat auf diesem Gebiet eine aktive Rolle im Zusammenhang mit den Standards IEEE 1901 gespielt. Die Arbeit wurde von HomePlug/Panasonic - dem Elektronikkonzern - positiv bewertet. Seit Beendigung des EU-finanzierten Teils der Forschungsarbeit im Jahr 2008 hat das Projekt eine Reihe von Anfragen nach möglichen Feldversuchen in den betreffenden Stromversorgungsnetzen erhalten. Andere Gruppen haben Interesse daran bekundet, die Ausnutzung der Ergebnisse des PowerNET-Projekts zu unterstützen.
