Konzeption und Realisierung einer Ethernet-Anbindung für OFDM-Funkübertragungsysteme

Diplomarbeit aus dem Jahr 2005 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Nachrichtentechnik / Kommunikationstechnik, Note: 1.0, Westsächsische Hochschule Zwickau, Standort Zwickau, Sprache: Deutsch, Abstract: Diese Arbeit wurde im Institut für angewandte Funksystemtechnik (IAF) in Brauschweig im Zeitraum von September 2004 bis Januar 2005 angefertigt. Die Firma IAF führt anwendungsorientierte Forschungs- und Entwicklungsprojekte im Bereich der digitalen Funkübertragung durch.
Für den Aufbau von Experimentalsystemen für Forschungszwecke im Bereich Othogonal Frequency Division Multiplex (OFDM) Funkübertragungssysteme wurde eine universelle Field Programmable Gate Array (FPGA) Plattform entwickelt. Diese Plattform basiert auf Bausteinen der Firma Xilinx. Im Rahmen zukünftiger Projekte sollen sowohl der Media Access Control (MAC)-Layer als auch der Physical (PHY)-Layer für ein Ethernet Interface implementiert werden. Der Focus soll verstärkt auf integrierbare Lösungen, wie IP Cores, gelegt werden. Dabei wird die nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten zweckmäßigste Lösung gesucht.
Zielstellung ist die Konzeption und Integration eines Ethernet Interface in einen Virtex2Pro FPGA auf dem vorhandenen Prototyping-Board unter Abwägung der Nutzung eines Intelectual Property (IP) Core, der die Aufgabe des Netzwerkcontroller mit MAC- und PHY- Funktionen übernimmt, gegenüber einer Hardwarelösung auf einer Aufsteckplatine.
Das Entwicklungsboard der Firma IAF soll als OFDM-Modem für Forschungszwecke eingesetzt werden. Die Ethernetschnittstelle stellt dann die Verbindung zur Außenwelt her.
Der momentan am weitesten verbreitete Standard für lokale Netze ist Ethernet. Er geht auf gemeinsame Spezifikationen von Intel, DEC und Xerox zurück. Der Name (Ether = Äther) weist noch auf die ersten Funknetze (ALOHA) hin.
Die Datenübertragung erfolgt mit dem CSMA/CD-Verfahren. Das Ethernet besteht physikalisch aus verschiedenen Typen von 50-Ohm-Koaxkabeln oder paarweise verdrillten Leitungen (Twisted-Pair), Glasfasern oder anderen Medien. Die Datenrate beträgt typisch 100MBit/s (früher 10MBit/s, gegenwärtig 100 und 1000MBit/s, zukünf-tig 10GBit/s).