NEUES 212/15. Das hochauflösende Fernsehen der Zukunft

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1 NEUES 212/15 Das hochauflösende Fernsehen der Zukunft 4K-Fernseher erobern den Markt. Doch um ultrahochaufgelöste Programme klassisch per Broadcast ausliefern zu können, muss die gesamte Produktions- und Übertragungskette dafür fit gemacht werden. Rohde & Schwarz hat die Ausrüstung. Allgemeine Messtechnik Kompaktes Duo für die Produktion: Generator und Signal- und Spektrumanalysator Sichere Kommunikation Mehr Sicherheit im Flugverkehr durch automatische Erkennung von Doppelaussendungen Funküberwachung / -ortung Hybride Ortungssysteme für klassische Peilung wie auch für TDOA-Verfahren

2 Immer aktuell: die NEUES-App Tablet-Nutzer können NEUES jetzt auch digital lesen. Die NEUES-App R&S News gibt es kostenlos für ipad, Android-Tablets und Amazon-Kindle-Geräte in den jeweiligen App Stores. Die Sprache kann App-intern zwischen deutsch, englisch, französisch und spanisch umgeschaltet werden. Über die Beiträge der aktuellen Druckausgabe hinaus bietet die App alle Artikel der zurückliegenden drei Jahrgänge, sortiert nach Themenbereichen und damit in Sekunden erreichbar. Videos reichern den Inhalt an. Grafische Signale markieren, welche neuen Artikel seit dem letzten Öffnen der App erschienen sind und leiten so zielgerichtet zu den Innovationen. Ohne Registrierzwang Ihre Vorteile: Alle Beiträge themensortiert im Schnellzugriff Zeitnahe Vorstellung von Produktneuheiten, kein Warten mehr auf die nächste Druckausgabe Zusätzliche Beiträge, die in der Druckausgabe nicht berücksichtigt werden konnten Schneller Zugang zu themenrelevanten Vertiefungs- Inhalten wie Applikationsschriften, Produktbroschüren, Videos u.s.w. Sie finden die App in den einschlägigen App Stores unter den Stichworten R&S NEWS oder Rohde & Schwarz oder einfach durch Scannen des für Sie passenden QR-Codes. für ipad für Android Impressum Herausgeber: Rohde&Schwarz GmbH&Co. KG Mühldorfstraße München Postfach München Support-Center: Tel Anfragen zu Produkten: s an die Redaktion: Redaktion und Layout: Redaktion Drexl&Knobloch GmbH (München) Fotos: Rohde&Schwarz Printed in Germany 55. Jahrgang; Auflage (deutsch, englisch, französisch, spanisch und japanisch) Erscheinungsweise: ca. dreimal pro Jahr ISSN Bezug kostenlos über die Rohde&Schwarz-Vertretungen Nachdruck mit Quellen angabe und gegen Beleg gern gestattet. PD R&S ist eingetragenes Warenzeichen der Rohde&Schwarz GmbH&Co. KG. Eigennamen sind Warenzeichen der jeweiligen Eigentümer. CDMA2000 ist eingetragenes Warenzeichen der Telecommunications Industry Association (TIA-USA). Die Bluetooth -Wortmarke und -Logos sind eingetragene Warenzeichen und Eigentum von Bluetooth SIG, Inc., ihre Verwendung ist für Rohde&Schwarz lizenziert. Alle anderen Warenzeichen sind Eigentum der jeweiligen Besitzer.

3 Titelthema Auf dem Feld der audiovisuellen Consumer-Elektronik überschlagen sich die Entwicklungen. Kaum ist die 3D-Welle verebbt und die HD-Technik in den Haushalten halbwegs angekommen das SD-Medium DVD beherrscht noch immer die Verkaufsstatistik, so heißt der aktuelle Hype jetzt 4K oder Ultra-HD alias UHD. Schon relativ preiswerte Kameras und TV-Geräte beherrschen diese Auflösung, die sich, das ist absehbar, als Standard durchsetzen wird, da die Herstellung entsprechender Bildsensoren und Panels keine Probleme mehr Loewe Technologies GmbH bereitet. Doch zwischen dem Aufnahmeund dem Wiedergabevorgang klafft eine große Lücke, wenn es um die Zuspielung professioneller Videoproduktionen geht. Massentaugliche UHD-Datenträger sind erst für Ende 2015 angekündigt, sodass die Early Adopters der Technologie zunächst auf Streaming-Dienste angewiesen bleiben. Die aber setzen eine schnelle Internet-Anbindung voraus. Dass man UHD-Content aber auch über die klassischen Broadcast-Kanäle Terrestrik, Satellit und Kabel verteilen kann, zeigen Vorreiter-Länder wie Südkorea. Die Broadcaster müssten dazu aber auf breiter Front technisch nachrüsten. Bei Rohde & Schwarz finden sie die Ausstattung dafür (Seite 44). Auch auf der Endgeräteseite wird noch gefeilt. HDMI 2.0 ist für UHD obligatorisch. Wie sich die Schnittstelle einfach testen lässt, beschreibt der Artikel auf Seite 52.

4 Überblick NEUES 212/15 Wireless-Technologien Allgemeine Messtechnik Tester W Wideband Radio Communication Tester R&S CMW500 WLAN Traffic Offload Bypass für überlastete Mobilfunknetze Testsysteme W HF-Testkammern R&S TS7124 Netzwerkanalyse W Netzwerkanalysator R&S ZNBT8 Weltmeister mit 24 Toren W Netzwerkanalysator R&S ZND Preiswerter Analysator für uniund bidirektionale Messungen Signalerzeugung und -analyse W Vektor-Signalgenerator R&S SGT100A, Signal- und Spektrumanalysator R&S FPS Oszilloskope W R&S RTO, R&S RTE 16 bit vertikale Auflösung für die Signalanalyse W R&S RTM2000 Analyse langer Signalsequenzen mit 460-Msample-Erfassungsspeicher...31 Datenrekorder W I/Q-Datenrekorder R&S IQR Live-Spektren aufzeichnen und nutzbar machen Starkes Duo für die Produktion Testsysteme W Offene Schalt- und Steuerplattform R&S OSP Neue HF-Module erweitern das Einsatzspektrum Zukunftssicher für die Entwicklung und Serienfertigung Sind in der Produktion Kabel, Dämpfungsglieder, Antennen oder Filter zu vermessen, so reicht in vielen Fällen der neue, preislich attraktive Netzwerkanalysator R&S ZND (Seite 22). 24 Tore in einem einzigen Netzwerkanalysator jedes mit der Performance eines schnellen 2-Tor-Analysators, das gibt es derzeit nur von Rohde & Schwarz (Seite 18). 4

5 EMV / Feldstärke Sichere Kommunikation Funküberwachung / -ortung Referenz W Messsoftware R&S EMC32 Im Einsatz bei der Fujitsu Technology Solutions GmbH Rundfunk- und Medientechnik Flugsicherung W Flugfunkgeräte R&S Serie4200 Mehr Sicherheit im Flugverkehr durch automatisches Erkennen von Doppelaussendungen Kryptoprodukte W TopSec Mobile Peiltechnik W Hybride Ortungssysteme Hybride Ortung durch klassische AOA-Peilung und per TDOA Weitere Rubriken Im Blickpunkt Die Fernsehzukunft heißt Ultra-HD Messtechnik W Video Tester R&S VTC, R&S VTE, R&S VTS Auf neuestem Stand für Konformitätstests nach HDMI 2.0 6G Verschlüsselung für alle Szenarien moderner Telefonie Impressum...2 NEUES kompakt... 6 Kurznachrichten Das outdoor-fähige Spektrum-Monitoring- System R&S UMS300 für ITU-konformes Monitoring, Peilen und Orten via TDOA (Seite 64). NEUES 212/15 5

6 NEUES kompakt R&S TS8997 testet ISM-Band-Produkte nach neuesten EMV-Normen Seit Januar 2015 gelten überarbeitete Frequenzspringer) und sich damit zunehmend in die Quere kommen. Die Neu- Versionen der EMV-Normen ETSI EN und für alle Produkte, die in den ISM-Bändern 2,4 GHz freie Koexistenz der diversen Dienste fassung der Normen soll die störungs- bzw. 5 GHz senden. Die Normen wurden sowohl verschärft als auch um Testsystem R&S TS8997, gesteuert von auch für die Zukunft sicherstellen. Das neue Anforderungen erweitert. Grund der Software R&S EMC32 (siehe auch dafür ist die weiter steigende Beliebtheit von WLAN, Bluetooth und Fern- Tests vollautomatisch. Besonders kom- Seite 40), erledigt alle erforderlichen bedien-anwendungen, die die Bänder fortabel gestaltet sich die Arbeit in Verbindung mit der Benchtop-Testkammer mit ganz unterschiedlichen Funktechnologien belegen (High- und Low-Speed- R&S DST200 als Antennenkoppler. Daten, breit- oder schmalbandig, MIMO, Neue Vierleiter-V-Netznachbildung für Störspannungsmessungen nach CISPR, EN, VDE, ANSI, FCC und MIL-STD-461F Bei normgerechten EMV-Messungen fen dauerhaft bis zu 32 A pro Phase ziehen, kurzzeitig sogar 50 A. Ein automa- an Verbrauchern, die am Stromnetz betrieben werden, kommen Netznachbildungen zum Einsatz, die exakt definierte sunde Temperaturverhältnisse unter allen tisch zuschaltender Lüfter sorgt für ge- elektrische Eigenschaften aufweisen und Betriebsbedingungen, ein Pulsbegrenzer schützt den Messempfänger-Eingang. damit die für messtechnische Zwecke geforderte Präzision und Reproduzierbarkeit gewährleisten. Mit der R&S ENV432 einem automatischen Mess system ste- Zur Fernsteuerung der Phasenwahl in hat Rohde & Schwarz jetzt ein Modell hen TTL-Steuereingänge zur Verfügung, im Programm, das für Messungen an die mit Controllern und Messempfängern von Rohde & Schwarz angesteuert einem Großteil aller Verbraucher geeignet ist, erlaubt sie doch den Anschluss werden können, die im Übrigen bereits sowohl von einphasigen wie auch von firmwareseitig für den Betrieb mit der mehrphasigen Geräten. Letztere dür- R&S ENV432 vorbereitet sind. Bis zu acht unabhängige Basisbänder im Vektor-Signalgenerator R&S SMW200A Um mit der stetig wachsenden Komplexität moderner Funksysteme Schritt zu halten, muss auch die Messtechnik permanent Innovationen nachlegen. Acht unabhängige Basisbänder in einem Signalgenerator gab es noch nie. Die Option Multi Entities für den R&S SMW200A stellt sie bereit. Damit sind jetzt Applikationen mit ultra kompakten Setups realisierbar, die bisher nur mit erheblichem Aufwand und eingeschränkter Performance möglich waren. Ob der Test von Multi standard-basisstationen, die Nachbildung von Interferenz-Szenarien, die Erzeugung von aggregierten LTE-Trägern oder von Beamforming-, MIMO- oder Radarsignalen, der R&S SMW200A liefert das gewünschte Signalgemisch nach wenigen Bedienschritten in bester Qualität aus. Ergänzt man ihn, der intern mit zwei HF-Pfaden ausgerüstet werden kann, um externe HF-Generatoren R&S SGT100A (Bild, siehe auch Seite 24), die über I/Q-Schnittstellen vom R&S SMW200A gespeist werden, lässt sich eine bis zu achtpfadige Komplettlösung auf kleinstem Raum aufbauen. 6

7 Neue Leistungssensoren bringen noch mehr Performance und Messkomfort Mit den Dreipfad- Diodenmessköpfen der Reihe R&S NRPxxS / SN bringt Rohde & Schwarz eine komplett neu entwickelte Sensorbaureihe auf den Markt. Die bietet von allem (noch) mehr als die schon sehr gut aufgestellten Vorgängermodelle: mehr Speed, mehr Dynamik, mehr Empfindlichkeit, mehr Ausstattung. Zum Beispiel eine zusätzliche LAN- Schnittstelle bei den SN-Modellen, die Browser-bediente abgesetzte Messungen über beliebige Entfernungen erlaubt. Oder einen bidirektionalen Trigger-Port, über den sich Messungen in einem zeitkritischen Setup elegant synchronisieren lassen. Eine Status-LED gibt auf einen Blick Auskunft über den Betriebszustand, was etwa beim Einsatz vieler Sensoren in der Fertigung hilfreich ist. Besonderes Augenmerk wurde bei der Entwicklung auf ein niedriges Messrauschen gelegt, denn es hat entscheidenden Einfluss auf die zentralen Qualitäts-Parameter Empfindlichkeit, Dynamik und Messgeschwindigkeit. Bei einem typischen Rauschpegel von 20 pw erzielen die Sensoren R&S NRPxxS / SN denn auch Spitzenwerte in diesen Disziplinen. Es gibt sie mit Frequenzobergrenzen von 8 GHz, 18 GHz und 33 GHz. Weitere Modelle sind in Vorbereitung. Umfassende Automotive-Radartests mit Zielsimulator und FMCW-Signalanalyse Rohde & Schwarz vertreibt jetzt exklusiv den schlüsselfertigen Radarziel simulator ARTS von ITS und miro-sys. In Kombination mit dem Signal- und Spektrumanalysator R&S FSW und dessen Analyseoption für FMCW-Chirp-Signale ergibt sich eine innovative Testlösung für die Entwicklung und Produktion von Automotive-Radarsensoren. Der R&S FSW charakterisiert die für Automotive- Radar typischen Chirp-Signale automatisch nach Parametern wie Steigung, Sendedauer und Linearitätsabweichung. Der Automotive Radar Target Simulator ARTS steuert eine realitätsnahe Simulation beweglicher Ziele mit einstellbarer Entfernung, Geschwindigkeit und Größe bei. Je nach Ausstattung lassen sich bis zu vier unabhängige Ziele mit unterschiedlichen Parametern in Echtzeit darstellen. Entscheidende Vorteile bietet das Geräte-Duo in den Bereichen Entwicklung, Produktion, Qualitätssicherung und Zulassung. In der Produktion sind erstmals Serientests mit angemessener Prüftiefe und mit 100 % Prüfabdeckung durchführbar. Die Testlösung arbeitet in den beiden gebräuchlichen Automotive- Radarbändern 24 GHz und 77 GHz. Kostengünstige automatische 4-Tor-Kalibrierung von Netzwerkanalysatoren Mit der automatischen Kalibriereinheit R&S ZN-Z153 wird die Kalibrierung eines Rohde & Schwarz-Netzwerkanalysators bis 8,5 GHz zu einer schnellen und einfachen Übung. Die R&S ZN-Z153 erweitert das Portfolio der automatischen Kalibriereinheiten um eine weitere ökonomische 4-Tor-Variante. Als Auswahlkriterium gegenüber der ebenfalls viertorigen R&S ZN-Z51 dient vor allem die Lage der Anschlüsse, die bei der R&S ZN-Z153 in einer Reihe liegen, während sich bei der R&S ZN-Z51 je zwei Buchsen seitlich gegenüberstehen. Je nach Messaufbau ist mal die eine, mal die andere Anordnung von Vorteil. Zum Ablegen benutzerspezifischer Kalibrierdaten für komplette Setups dient entweder der eingebaute Speicher oder eine leicht entnehmbare Micro-SD-Card, was die Labororganisation und Archivierung erleichtert. Die Kalibriereinheit wird von den Rohde & Schwarz-Netzwerkanalysatoren R&S ZNB / BT / C / D und R&S ZVA / T erkannt, sobald sie über die USB-Schnittstelle angeschlossen wird. NEUES 212/15 7

8 NEUES kompakt Netzgeräte der R&S HMC-Serie bestechen durch Funktionsvielfalt Tracking, Sequencing und FuseLink gen an den Strom- / Spannungslimits hinter diesen Begriffen verbergen sich an den kombinierten Kanälen synchron einige der interessantesten Zusatzfunktionen, mit denen Rohde & Schwarz seine FuseLink zugrunde: Hier sind die Strom- ausgeführt. Ein ähnliche Idee liegt dem neue Netzgeräte-Serie R&S HMC804x grenzen für die Sicherheitsabschaltung ausgestattet hat. Ein absolutes Novum in von Kanälen miteinander kombiniert. Per der Preisklasse unter 1000 Euro stellen Sequencing ist schließlich die gezielte zudem die Datenaufzeichnung (Logging) Zuschaltung einzelner Kanäle über einen sowie die Betriebsart Energy Meter dar. Zeitraum von bis zu 10 s möglich. Die Die Netzteile der R&S HMC- Serie, entwickelt von der Rohde & Schwarz Toch- Spannungs- und Zeitwerte, in der Be- Logging-Funktion speichert alle Strom-, ter HAMEG Instruments, sind mit triebsart Energy Meter lässt sich im Display permanent die abgegebene Energie einem, zwei oder drei Kanälen ausgestattet. Alle Geräte liefern bis zu 100 W in Ws ablesen. Eine Fülle an sinnvoller Leistung und sind von 0 V bis 32 V in Ausstattung also zu einem attraktiven Millivolt-Schritten einstellbar. Mit der Preis, was die R&S HMC804x-Modelle Tracking-Funktion werden Änderun- zu typischen Value Instruments macht. Mit Web Help Gerätebeschreibungen bequem im Browser lesen Bedienkomfort hat bei Rohde & Schwarz Dateien an, die es natürlich auch gibt. einen hohen Stellenwert. Deshalb wird Web Help stellt die komplette Dokumentation eines Geräts fein strukturiert und viel Aufwand in die ergonomische Gestaltung von Bedienschnittstellen investiert. Aber auch das ausgefeilteste GUI sen im HTML-Format bereit. Bei Geräten, über Index und Suchfunktion erschlos- kann eine gut aufbereitete Dokumentation nicht ersetzen. Deshalb bieten sie im Download-Bereich der Produkt- für die es eine Web Help gibt, findet man viele Geräte eine oft kontextsensitive seite. Wobei die Dokumentation aber gar Hilfe funktion, die über einen dedizierten Knopf jederzeit schnell zur Hand ist. bedient wird. Somit reicht es, die Ad- nicht heruntergeladen, sondern online Für Geräte ohne oder mit einem nur kleinen Bildschirm ist das aber keine Lö- des Browsers zu übernehmen, um sich resse der Startseite in die Favoriten-Liste sung. Hier bietet sich Web Help als bequeme Alternative zu Papier und PDF- dukt-detail informieren zu nach ein paar Mausklicks über jedes Pro- können. Erste Lösung zur Analyse von DOCSIS 3.1-Signalen Der neue Standard DOCSIS 3.1 (Data und Codeword-Fehlerstatistiken, die die Over Cable Service Interface Specification) sorgt für die schnelle Übertrafassend beschreiben. Außerdem eine Qualität eines DOCSIS-3.1-Signals umgung von Daten über bestehende HFC- übersichtliche grafische Darstellung von Kabelnetze (Hybrid Fiber Coax). In Vorbereitung auf das geplante Rollout des andere negative Einflüsse im Übertra- MER versus Unterträger, die Störer und Standards können Hersteller von Kabelkopfstationen, Kabelmodems und Netz- Analyse-Lösung ist für den Einsatz in gungskanal deutlich erkennen lässt. Die werkkomponenten sowie Kabelnetzbetreiber ab sofort die PC-Analysesoftnenten optimiert. Aber auch die Vermes- der Entwicklung von Kabelnetzkompoware R&S DSA nutzen. Sie arbeitet mit sung kompletter Netzsegmente unter Laborbedingungen ist damit möglich und dem Signal- und Spektrumanalysator R&S FSW zusammen, der die Signale besonders einfach im Zusammenspiel mittels OFDM-Vektorsignalanalyse aufzeichnet. Die Software analysiert die er- R&S CLGD, den Rohde & Schwarz im mit dem DOCSIS Cable Load Generator fassten I/Q- Samples und liefert als Ergebnis diverse MER-Werte sowie letzten Jahr vorgestellt hat. Bit- 8

9 Modulare, hochperformante Speicherlösung für die Video-Postproduktion IT-Umgebungen für Broadcast-Studios RAID 5 oder 6 gesichert, was Datenverluste nahezu ausschließt. Sollte den- und den Postproduktionsbereich stellen hohe Anforderungen an die Echtzeit-Bandbreite und Zuverlässigkeit der defekt auftreten, lässt sich die betroffene noch einmal ein (verlustfreier) Platten- Video-Server. Die neue R&S SpycerBox Platte im laufenden Betrieb in Minutenschnelle wechseln. Dafür sorgt eine aus- Cell erfüllt sie auf einzigartige Weise. In einem Gehäuse von nur einer Höheneinheit versammelt sie 30 SAS- oder SSD- zwei Schubladen verteilt bequem von gefeilte Konstruktion, die die Platten auf Enterprise-Festplatten mit einer Gesamtkapazität von aktuell bis zu 36 TByte gänglich macht. Lüfter, Netzteile und der Vorder- und der Rückseite aus zu- (wird ständig dem Stand der Technik Controller sind ebenso hot-swappable. angepasst) und einer Transferrate von R&S SpycerBox Cell ist Teil einer abgestuften Familie von Speicherprodukten, 3 GByte/s. Dank einfacher Skalierbarkeit lassen sich Performance und Kapazität dem Kundenbedarf anpassen, so- Video-Bereich eine passende Lösung be- die für jeden Bedarf im professionellen dass sogar 8K (UHD 2)-Videomaterial reithält. Einzelheiten dazu unter verarbeitet werden kann. Die Daten sind durch eine Kombination von RAID 1 und Eines für alles: Innovatives Antennensystem vereinfacht die Funkerfassung Das neue aktive omnidirektionale Empfangsantennensystem R&S AU600 ist Das System ist sowohl für horizontal als entscheidender sind die inneren Werte: ein Solitär am Markt. Es adressiert primär Regulierungsbehörden, die den gegelegt und überstreicht den für solche auch für vertikal polarisierte Signale aussamten VHF- und UHF-Bereich sowie Antennen konkurrenz losen Bereich von Teile des SHF-Spektrums gemäß ITU- 20 MHz bis 8 GHz. Integrierte schaltbare Empfehlungen zu überwachen haben. Bandstoppfilter für kritische Frequenzen, Und meistert diese Aufgabe als All-inone-Lösung, wie es sie mit diesem Zu- die unerwünschte Bildung von Intermo- etwa die Mobilfunkbänder, reduzieren schnitt noch nicht gab. Das System besteht aus vier getrennten Rundemp- Umschaltung erlaubt die situative Andulationsprodukten. Eine Aktiv/Passivfangsantennen, die unter einem wetterfesten Radom vereint sind. Wetterfest auch den Betrieb in der Nähe starker passung der Empfindlichkeit und damit ist hier durchaus wörtlich zu nehmen, Sender. Gesteuert wird das System über widersteht die Konstruktion doch Windgeschwindigkeiten bis 275 km/h und ist R&S OSP120 / 130, entweder manuell die Offene Schalt- und Steuerplattform auch sonst sehr hart im Nehmen. Doch oder über LAN-Schnittstelle. Neuer Hochgeschwindigkeits-Suchpeiler für komplexe Signalszenarien Mit dem R&S DDF5GTS stellt Low-probability-of Intercept- Signalen Rohde & Schwarz das neue Flaggschiff sicherstellen. Dank eines unabhängigen seiner Peiler-Familie vor. Geschwindigkeit, Präzision und Vielseitigkeit setzen R&S DDF5GTS gleichzeitig peilen und Digital-Downconverter-Kanals kann der Maßstäbe. Die überlegenen Eigenschaften des Peilers kommen besonders in Signal beispielsweise einen nachge- empfangen und mit dem demodulierten anspruchsvollen Signalumgebungen schalteten Analysator speisen. ITU-konforme Messverfahren werden per Op- zum Tragen, die durch eine dichte Belegung des Spektrums, einen hohen Anteil an Reflexionen und große Pegel- der Summe ein breites Spektrum an tion unterstützt. Damit bietet sich in unterschiede charakterisiert sind. Eine Einsatzmöglich keiten, das sich in einer besonders schnelle Dreikanalarchitektur und 80 MHz Echtzeitbandbreite für spiegelt. Ein inte ressantes Feature unter großen Auswahl an Peilantennen wider- den VHF/UHF/SHF-Bereich sind die vielen: die Antennen lassen sich per Basis für Suchpeilgeschwindigkeiten Mausklick aktiv/passiv schalten und ermöglichen so eine flexible Anpassung von bis zu 60 GHz/s, die auch die Detektion und Peilung von frequenzagilen an die Signal umgebung. NEUES 212/15 9

10 Wireless-Technologien Tester WLAN Traffic Offload Bypass für überlastete Mobilfunknetze 10

11 WLAN Traffic Offload das Umleiten von Mobilfunkverkehr auf WLAN-Netze ist für Netzbetreiber ein interessantes Verfahren, um des ständig steigenden Datenvolumens Herr zu werden. Nach abgeschlossener Spezifikation ist nun der Testbetrieb für das neue Verfahren die nächste große Hürde vor der offiziellen Einführung. Eine Schlüsselrolle nehmen dabei die Testsysteme ein, müssen sie doch das reibungslose Zusammenspiel verschiedenster Komponenten in diesen komplexen Systemen sicherstellen. Dass selbst modernste Mobilfunknetze in absehbarer Zeit die Grenzen ihrer Kapazität erreichen, liegt in erster Linie am steigenden Konsum von Videos über Smartphones oder Tablet-PCs. Da der überwiegende Teil des damit einhergehenden Datenvolumens innerhalb von Gebäuden anfällt, bieten sich WLANs verfügbare Zugangspunkte vorausgesetzt als kostengünstige Alternative und Ergänzung zu zellularen Mobilfunknetzen an. Eine ideale Kombination: Während die zellularen Netze eine flächendeckende Versorgung für mobile Dienste sicherstellen, entlasten breitbandige WLANs die Mobilfunknetze bei Indoor-Anwendungen. Die dahinterstehende Technik wird als WLAN Traffic Offload bezeichnet, prinzipiell funktioniert sie in Kombination mit jedem Mobilfunkstandard (GSM, WCDMA, CDMA2000, LTE, ). Die Vorteile für Netzbetreiber liegen auf der Hand. Nahezu alle modernen mobilen Endgeräte haben eine Schnittstelle zu WLANs. Die Anschaffungskosten für Zugangspunkte (WLAN Access Points, WLAN AP) sind vergleichsweise gering. Darüber hinaus nutzten WLANs zwei lizenzfreie Frequenzblöcke bei 2,4 GHz und 5 GHz innerhalb der ISM-Bänder, die außerhalb der von Mobilfunkstandards verwendeten liegen. Vor dem Einsatz von WLAN Traffic Offload mussten die Normungsgremien von 3GPP und IEEE eine Reihe standardisierter Protokolle und Abläufe erweitern. Im Folgenden wird speziell das Zusammenspiel mit LTE erläutert. Authentifizierung und Autorisierung Beim Zugang über ein WLAN in das Core-Netz eines Mobilfunkanbieters muss sichergestellt werden, dass dafür eine Berechtigung vorliegt. Wie auch bei den zellularen Standards erfolgt die Prüfung anhand der SIM-Karte im Mobilgerät. Es wird dasselbe Verfahren genutzt, um die bei einem gesicherten WLAN-AP-Zugang erforderliche Passwort-Eingabe zu vermeiden und einen nahtlosen Übergang zu ermöglichen. Für den automatisierten Abgleich der SIM-Karten-Daten über WLAN mit dem Authentifizierungs-Server des Netzbetreibers wurde eine Reihe von Protokollen definiert (Extensible Authentication Protocol EAP) und in den Mobilfunkstandard aufgenommen. Policy Regelwerk der Netzbetreiber Netzbetreiber haben die Möglichkeit, die Lastverteilung im Netz mit einem Regelwerk, der sogenannten Policy, zu steuern. Dazu wird den Nutzern beispielsweise mitgeteilt, welche WLAN APs wo und wann für die Auslagerung von welchen Datendiensten (Audio- oder Videotelefonie, Internet-Dienste, ) zur Verfügung stehen. Dies erleichtert insbesondere in Ballungszent ren die Suche nach Offload-geeigneten WLAN APs und unterstützt das Smartphone obendrein beim Energiesparen. Diese Policy wird mittels OMA Device-Management (OMA Open Mobile Alliance) vom ANDSF-Server (Access Network Discovery and Selection Function) an die Mobilfunkteilnehmer verteilt bzw. kann von diesen bei Bedarf abgefragt werden. Auch die Signalfeldstärke des LTE oder WLAN? Signalfeldstärke des AP Offload- Schwelle WLAN LTE Offload zum WLAN Wechsel zu LTE Zeit BILD 1: Erst bei einer Mindestsignalfeldstärke eines WLAN-Zugangspunkts wird die Kommunikation umgeleitet. WLAN APs ist ein Entscheidungskriterium für die Nutzung von LTE WLAN Traffic Offload. Das bloße Vorhandensein einer WLAN-AP-Anbindung reicht nicht aus, eine bestimmte Mindestfeldstärke muss vorhanden sein (BILD 1). Ist diese später nicht mehr gegeben, kommt es zum vorzeitigen Abbruch und zur Rückkehr zu LTE. Verschlüsselung Zusätzliche Maßnahmen zum Abhörschutz sind erforderlich, wenn beispielsweise ein Teilnehmer über einen frei zugänglichen WLAN AP ein Videotelefonat mit einem Teilnehmer im LTE-Netz führt. Dazu wird mit einer zusätzlichen Verschlüsselung, ausgehend von der Firewall des LTE- Core-Netzes, ein IPsec- Tunnel über den WLAN AP zum Smartphone aufgebaut (BILD 2). NEUES 212/15 11

12 Wireless-Technologien Tester Verschlüsselung und IPsec-Tunnel WLAN 3GPP Network EPC ANDSF PCRF Rx+ IMS BILD 2: Schutz der Kommunikation vor fremdem Zugriff: Mit einer zusätzlichen Verschlüsselung, ausgehend von der Firewall des LTE- Core-Netzes, wird ein IPsec-Tunnel über den WLAN AP zum Smartphone aufgebaut. Mobility / Controller Gateway SWn SWa epdg SWm 3GPP AAA Server S2b, S2c S7 PDN GW S5 SGi IP/IMS SWx IPsec tunnel HSS S6 MME Serving GW S1-C S1-U WLAN AP WLAN AP LTE enodeb UE ANDSF: Access Network Discovery and Selection Function; PCRF: Policy and Charging Rules Function IPsec: Internet Protocol Security; HSS: Home Subscriber Server; WLAN: Wireless LAN UE: User Equipment (Mobile Device); MME: Mobility Management Entity; PDN GW: PDN Gateway AAA: Authentication, Authorization and Accounting Server; epdg: Enhanced Packet Data Gateway Automatischer und beschleunigter WLAN-Zugang Die IEEE Standardisierungsgruppe hat das AP- Zugangsprotokoll in einer Neufassung (Amendment IEEE u) um das Access Network Query Protocol (ANQP) erweitert. Es automatisiert und beschleunigt den WLAN-Zugang von Smartphones in das Mobilfunknetz. Schon vor dem eigentlichen Verbindungsaufbau mit dem WLAN AP bekommt das Smartphone Informationen über verbundene 3GPP-Mobilfunknetze oder Roaming- Konsortien. Die Wi-Fi Alliance sorgt mit einem entsprechenden Zertifikat (Wi-Fi Hotspot 2.0, auch Passpoint genannt) für eine einheitliche Umsetzung dieses neuen Standards und stellt die Interoperabilität dieser WLAN-Komponenten weitestgehend sicher. Mit der Erweiterung IEEE u wurden die Beacons, die ein WLAN AP alle 100 ms aussendet, um zusätzliche Informationen ergänzt (BILD 3). Vor dem eigentlichen Verbindungsaufbau mit dem WLAN AP, der nach einer Authentifizierungs- und Verbindungsprozedur erfolgt, kann das Smartphone bereits im Vorfeld mittels des ANQP über einen neuen Generic Advertisement Service (GAS) klären, ob ein WLAN AP für einen Offload infrage kommt. BILD 3: Zusätzliche Informationen in den Beacons liefern den Smartphones Kriterien, ob ein WLAN-Zugangspunkt für den Traffic Offload tauglich ist. Kommunikationsablauf Beacon WLAN Multiple BSSIDs, Interworking, Advertisement Protocol, Roaming Consortium, Emergency Alert Identifier GAS Initial Request ANQP Query, Grundlagen siehe Spezifikation in u, Tabelle GAS Initial Response ANQP Info, Grundlagen siehe Spezifikation in u, Tabelle u-Protokoll bis hier unverändert Authentication (WPA2 EAP) Association 12

13 Netzwechsel möglichst unbemerkt vom Nutzer Eine wesentliche Voraussetzung für die Akzeptanz der Nutzung von WLAN Traffic Offload ist der unterbrechungsfreie Übergang zwischen den Mobilfunkstandards und den WLANs. Dabei ist keine Eingabe oder Interaktion seitens der Nutzer notwendig und idealerweise geschieht der Übergang völlig unbemerkt. Diese unterbrechungsfreie Fortsetzung IP-basierter Dienste nach dem Wechsel der Mobilfunkzelle oder der Radio Access Technology (RAT) setzt eine gewisse IP Flow Mobility voraus. In einer Welt, in der die Kommunikation auf einer Client-Server-Architektur basiert, ist dafür eine intelligente Adressverwaltung unter dynamischen Bedingungen erforderlich. Erreicht wurde diese mit diversen Protokollerweiterungen seitens 3GPP und einer erweiterten IP-Adressierung. Hohe Ansprüche an Verifizierungstestsysteme Umfangreiche Tests sind erforderlich, um die einheitliche standardkonforme Implementierung aller Systemkomponenten zu gewährleisten. Im Fokus der Prüfungen steht vor allem das Mobilgerät als Dreh- und Angelpunkt dieser Erweiterung des Standards. Denn dem Prüfling (DUT) mit seiner besonders kritischen Schnittstelle zum Anwender kommt in diesem Szenario größte Bedeutung zu. Bei den Tests ist das DUT sowohl über WLAN als auch per LTE mit dem Testaufbau verbunden. Der Testaufbau für LTE WLAN Traffic Offload umfasst in erster Linie folgende Komponenten: Emulation einer LTE-Basisstation einschließlich des LTE-Core-Netzes Emulation eines WLAN APs ( HotSpot 2.0 oder Passpoint) Gateway / Firewall beim Übergang von WLAN zum LTE-Core-Netz IMS-Server für die Durchführung praxisnaher Anwendungen wie Videooder Sprachtelefonie Message Analyzer zum Aufzeichnen aller Protokollnachrichten zwischen dem Prüfling und dem WLAN AP bzw. der LTE-Basisstation Die einzelnen Komponenten sind entweder zu einem Testsystem vernetzt oder wie beim Wideband Radio Communication Tester R&S CMW500 (BILD 4) in einem Gerät integriert. Generell setzt die Reproduzierbarkeit der Tests die Verwendung professioneller Messgeräte voraus sowie den weitestgehenden Verzicht auf kommerzielle Systemkomponenten. BILD 4: Der R&S CMW500 enthält alles, was für umfassende Tests zum Thema LTE WLAN Traffic Offload erforderlich ist. NEUES 212/15 13

14 Wireless-Technologien Tester Maßgeschneiderte Lösungen für jede Testanforderung Für die Integration des LTE- und des WLAN-Protokoll-Stacks sind schon in einer frühen Entwicklungsphase Tests auf den unteren Protokoll-Layern erforderlich. Mit dem R&S CMW500 und entsprechenden MLAPI-Testszenarien (Medium-Level Application Programming Interface) können die entsprechenden Signalisierungstests durchgeführt werden. Die Option R&S CMW-KF650 enthält ein Paket mit rund 50 Testszenarien. Sie reichen vom Verbindungsaufbau mit dem Gateway des LTE-Core-Netzes (epdg) über die Authentifizierung bis zum Wechsel des IP-Service von LTE nach WLAN und umgekehrt. Die Bereitstellung des zugehörigen Sourcecodes einschließlich einer Schnittstellenbeschreibung ermöglicht darüber hinaus die Anpassung an individuelle Testanforderungen. Die Verwendung der MLAPI-Testszenarien bietet ein Maximum an Testmöglichkeiten für die unteren Protokoll- Layer, erfordert jedoch Programmierkenntnisse auf Expertenniveau. Eine Alternative dazu ist die Option R&S CMWcards (R&S CMW-KT022), eine grafische Bedienoberfläche, die mithilfe einer Spielkartenmetapher das Zusammenstellen von Signalisierungstests ohne spezielle Programmierkenntnisse ermöglicht (BILD 5). Um den reibungslosen Betrieb in einem Netz sicherstellen zu können, spezifizieren Netzbetreiber Testfälle, die von allen Geräten, die diesen Service nutzen möchten, erfüllt werden müssen. Für eine Reihe von Netzbetreibern bietet Rohde & Schwarz Optionen zur Verifizierung des LTE WLAN Traffic Offload an, beispielsweise R&S CMW-KO576 und R&S CMW-KO569. Für die Entwicklung und Überprüfung der Implementierung bietet sich der R&S CMW500 zum Einsatz als CallBox an. In diesem Fall reicht das Testspektrum von der Überprüfung der HF-Eigenschaften des Prüflings bis zum Funktionstest einschließlich Analyse der LTEund WLAN-Protokollnachrichten. BILD 5: Mit der Bedienoberfläche R&S CMWcards für den R&S CMW500 entstehen fast spielend spezifikationskonforme Signalisierungsabläufe. 14

15 BILD 6: Besonders kritisch sind wechselseitige Störungen von WLAN im 2,4-GHz-ISM-Band mit den LTE-Frequenzbändern 7 und 40. Mögliche Störungen zwischen WLAN und LTE 2401 MHz 2483 MHz 2590 MHz 2620 MHz 2690 MHz LTE Band 40 (TDD) WLAN- Kanäle 1 bis 13 LTE Band 7 UL (FDD) LTE Band 38 (TDD) LTE Band 7 DL (FDD) 2300 MHz 2400 MHz 2500 MHz 2600 MHz 2700 MHz Protokollanalyse Die Möglichkeit, gleichzeitig die Protokollabläufe von LTE und WLAN aufzuzeichnen, ist ein wichtiges Hilfsmittel, den standardkonformen Ablauf zu verifizieren, eventuelle Fehler aufzudecken oder den Prozessablauf zu optimieren. Mit Hilfe des Message Analyzers R&S CMWmars lässt sich u. a. der nach Hotspot 2.0 konforme Verbindungsaufbau eines Smartphones mit einem WLAN AP überprüfen. Der Message Analyzer zeichnet Nachrichten und Protokollinformationen über mehrere Schichten des ISO-OSI- Modells auf. Durch Setzen von Filtern kann der Umfang dieser Aufzeichnungen auf die jeweiligen Anforderungen begrenzt werden. Paketverlust und Performance-Test Der Wechsel eines Datendienstes wie beispielsweise eines Videotelefonats von LTE nach WLAN sollte möglichst unterbrechungsfrei und ohne Verlust eines Datenpakets erfolgen. Neben der visuellen Überprüfung kann dies im Detail mit Hilfe des Message Analyzers verifiziert werden, der außerdem auch ein wertvolles Tool zur Fehlerbehebung ist. Ferner sind für die Datendienste die Mindestanforderungen an die zu erreichenden Datenübertragungsraten unter verschiedenen Bedingungen und Betriebsmodi zu prüfen. Generell sind solche QoS-Kriterien, zu denen auch die sogenannte Round- Trip-Time zählt, Gegenstand umfangreicher IP-Datenanalysen. In-Device Coexistence Test Nicht nur der standardkonforme Betrieb ist sicherzustellen, auch wechselseitige Störungen zweier zeitgleich genutzter Funkstandards innerhalb eines Geräts müssen so weit wie möglich vermieden werden. Bei einem Koexistenz-Interferenz-Test innerhalb eines Smartphones werden die störenden Einflüsse des LTE- Senders auf den WLAN-Empfänger und umgekehrt die Störungen des WLAN- Senders auf den LTE-Empfänger gemessen. Dazu könnte beispielsweise ein Smartphone auf LTE-Band 7 ein Video senden, während gleichzeitig auf dem nur 17 MHz entfernt liegenden WLAN- Kanal 13 ein Empfänger-Qualitätstest (PER-Messung) durchgeführt wird. Im Idealfall lassen sich hier keine Wechselwirkungen feststellen und die PER-Messung liefert das gleiche Ergebnis wie eine ohne LTE-Sendebetrieb. Wie BILD 6 zeigt, sind mögliche wechselseitige Störungen von WLAN im 2,4-GHz-ISM- Band mit den LTE-Frequenzbändern 7 und 40 besonders kritisch. Während beim LTE-Band 40 wechselseitige Störungen mit den WLAN-Kanälen betrachtet werden müssen, kann man davon ausgehen, dass sich beim LTE-Band 7 die Störung des Senders nur auf den WLAN-Empfang beschränkt. Fazit Selbst beim Ausschöpfen der nach Shannon theoretisch möglichen Datenübertragungsraten heutiger Mobilfunknetze ist es nur eine Frage der Zeit, bis die verfügbaren Kapazitäten den gestiegenen Datenbedarf nicht mehr decken können. Alternative Lösungsansätze sind hier gefragt. WLAN Traffic Offload ist eine vielversprechende Technologie, die für eine signifikante Entlastung sorgen kann. Nach der Spezifikation und Standardisierung folgt vor dem Rollout nun eine Testphase, in der besonders geeignete Testsysteme gefordert sind. Mit dem R&S CMW500 ist die realitätsnahe Simulation des Gesamtsystems und die Durchführung aller relevanten Tests möglich. Thomas A. Kneidel NEUES 212/15 15

16 Wireless-Technologien Testsysteme Zukunftssichere HF-Testkammern für die Entwicklung und Serienfertigung Mit der besten Abschirmung in ihrer Geräteklasse ermöglichen die neuen HF-Testkammern R&S TS 7124 zuverlässige und reproduzierbare Messungen. Eine manuell zu bedienende und eine automatische Version sorgen in Entwicklung und Produktion für identische Messbedingungen. Die neuen HF-Testkammern R&S TS7124 (BILD 1) sind für Messungen an allen Funkschnittstellen und -standards einsetzbar, beispielsweise für Mobilfunk, RFID, Bluetooth, ZigBee, WiMax, NFC, ISM, GPS und WLAN. Damit decken sie praktisch alle Anforderungen und Applikationen ab. Ob als Diagnosewerkzeug beim Produktdesign oder als HF-Testkammern in der Produktion, sie sind erste Wahl, wenn eine abgeschirmte und reproduzierbare Testumgebung benötigt wird. Mehr Volumen bei kleinem Platzbedarf Die R&S TS7124 komplettieren mit ihrem großen Innenraum das Programm, das bisher aus den kleineren HF-Testkammern R&S TS7121 und R&S TS7123 bestand. Mit ihrer Breite von 19" sind die neuen Kammern in ein Rack integrierbar und bieten bei geringem Platzbedarf mehr Raum für die Aufnahme von Messobjekten. Ein entscheidender Parameter von kleinen HF-Testkammern ist der Koppelfaktor. Der ist bei den R&S TS7124 optimal, weil ausreichend Platz zwischen den Antennenkopplern und dem Messobjekt vorhanden ist. Exzellente Schirmdämpfung Beim wichtigsten Parameter einer HF-Testkammer, der Schirmdämpfung, erreicht die R&S TS7124 den außergewöhnlich hohen Wert von 80 db im Frequenzbereich von 300 MHz bis 6 GHz. Diese Spitzeneigenschaft verdankt sie den Absorbern höchster Qualität, die auch der Grund für die sehr geringen Reflexionen sind. BILD 1: Zusammen mit einem Generator und Analysator bildet die R&S TS7124 einen kompakten Messplatz für Tests an Messobjekten aller Funkschnittstellen und -standards (im Bild die Messkammer für die manuelle Bedienung und der Signalgenerator R&S SMBV100A sowie der Spektrumanalysator R&S FSV). 16

17 BILD 3: Die Antennen für die HF-Testkammern decken praktisch alle Anforderungen ab. BILD 2: Der Antennenring bietet Platz für mehrere verstellbare Antennen, mit denen spezielle Richtdiagramme realisierbar sind. Antennenkonfigurationen für jede Applikation Reproduzierbare Messergebnisse sind unverzichtbar für vergleichbare Bewertungen. Eine wichtige Rolle spielen dabei die Antennen. Die R&S TS7124 bietet die Möglichkeit, unterschiedliche Antennenkonfigurationen zu verwenden. Durch das Platzieren mehrerer Antennen in die Kammer sind richtungsabhängige Messungen sowie Messungen der abgestrahlten Leistung bei verschiedenen Ausrichtungen durchführbar. Ein neu entwickelter Antennenring zur Aufnahme mehrerer Antennen (BILD 2) enthält Halterungen, mit denen die Antennen in die gewünschte Position gebracht werden können. Seine Materialeigenschaften beeinflussen die HF- Messungen nur geringfügig. Ebenfalls neu entwickelte Vivaldi-Antennen (BILD 3) mit hohem Gewinn ergänzen die bisherigen Spiralantennen. die HF-Testkammern per Ethernet- oder RS-232-C-Schnittstelle fernsteuerbar. Da jede Anwendung andere Anforderungen stellt, haben die HF-Testkammern an der Vorder- oder Rückseite Schnittstellen-Panels mit vielseitig konfigurierbaren geschirmten Durchführungen für Ethernet, USB, Glasfaser und Pneumatik (BILD 4). Die HF-Testkammern R&S TS7124 bieten hohe Qualität und Zuverlässigkeit im Labor und in der Fertigung, und das zu einem günstigen Preis. Sie sind ab dem ersten Quartal 2015 lieferbar. Iratxe Fernández Antón Strapazierfähig für die Großserienfertigung Dank der robusten Konstruktion der HF-Testkammern haben auch mehr als eine Million Öffnungs- und Schließzyklen keine nennenswerten Auswirkungen auf die Abschirmung. Das Automatik-Modell mit seinen Hochleistungszylindern im Schließmechanismus und seiner Unempfindlichkeit gegen Stöße arbeitet deshalb zuverlässig in der Großserienfertigung. Flexibel konfigurierbar für jede Anwendung Die manuell zu bedienende Variante fürs Labor und das Automatik-Modell für die Produktion schaffen die Voraussetzungen für vergleichbare Messbedingungen und die Verwendung identischer Messfälle in beiden Szenarien. Zusätzlich sind BILD 4: Über konfigurierbare Schnittstellen-Panels (hier an der Rückseite) sind Durchführungen für jeden Bedarf realisierbar. NEUES 212/15 17

18 Allgemeine Messtechnik Netzwerkanalyse Weltmeister: Netzwerkanalysator mit 24 Toren BILD 1: Rechts im Bild der neue Netzwerkanalysator R&S ZNBT8 mit 24 Toren, an denen mit höchster Performance gleichzeitig gemessen werden kann. Mit seiner hohen Messgeschwindigkeit übertrifft er die bereits schnelle Matrixlösung von Rohde & Schwarz, bestehend aus R&S ZNB und R&S ZN-Z84 (links im Bild). 18

19 24 Tore in einem einzigen Netzwerkanalysator jedes davon mit der Performance eines schnellen 2-Tor- Analysators, das gibt es derzeit nur von Rohde & Schwarz. In Entwicklung und Produktion eröffnen sich neue Möglichkeiten: schnelle und genaue Messungen an einem einzigen Messobjekt mit 24 Toren in einem einzigen Sweep oder Aufteilung der Tore zum gleichzeitigen Vermessen mehrerer Messobjekte. Passend zu den steigenden Anforderungen an Messgenauigkeit und Durchsatz in Entwicklung und Produktion von Mehrtorkomponenten für den Mobilfunk kommt mit dem R&S ZNBT8 (BILD 1) der weltweit erste Netzwerkanalysator mit 24 Toren auf den Markt. Er deckt den Frequenzbereich von 9 khz bis 8,5 GHz ab. Sein Einsatzgebiet liegt in der Entwicklung und Produktion von aktiven und passiven Mehrtorkomponenten, z. B. für den Mobilfunk sowie von GPS-, WLAN- und Bluetooth Modulen. BILD 2: Schnelle Auswahl der S-Parameter durch direkte Eingabe der Indizes. Das Grundmodell mit seinen vier Messtoren ist optional mit weiteren Toren aufrüstbar (BILD 3) und lässt sich somit bis hin zum Vollausbau mit 24 Toren exakt auf die jeweilige Messaufgabe in Produktionsumgebungen zuschneiden. Mehrtormessungen ganz einfach Der R&S ZNBT8 ist für den Einsatz in automatisierten Systemen konzipiert, in denen er z. B. über IEC-Bus- oder LAN- Schnittstellen ferngesteuert wird. Nach Anschluss eines Monitors und einer Tastatur steht das intuitive Konzept der R&S ZNB-Netzwerkanalysatoren zur manuellen Bedienung zur Verfügung. Die Softwarearchitektur des R&S ZNBT8 ist konsequent auf Mehrtoranwendungen zugeschnitten. Messgrößen wie S-Parameter, Wellengrößen und deren Verhältnisse wählt der Anwender direkt über die Bedienoberfläche. Dazu sind auch bei großen Torzahlen nur drei Bedienschritte erforderlich, denn die Indizes der Messtore für S-Parameter oder Leistungen können direkt eingegeben werden (BILD 2). R&S ZNBT8 mit echter Mehrtorarchitektur Reflektometer 24 Messempfänger Ref.-empfänger Generator Generator Tor 24 Plattformübergreifend kompatibel Der R&S ZNBT8 basiert auf der Geräteplattform der Netzwerkanalysatoren R&S ZNB und R&S ZNC, wodurch Bedienoberfläche und Fernsteuerbefehle bei allen identisch sind. Er kann die Fernsteuerbefehlssätze der Gerätefamilien R&S ZVA, R&S ZVB und R&S ZVT emulieren, sodass er ohne aufwendiges Ändern der Systemsoftware für den Austausch von Geräten oder das Upgrade eines Messsystems einsetzbar ist. Generator Messempfänger Ref.-empfänger Reflektometer 2 Tor 2 Mehrtorarchitektur für maximale Performance Die kompromisslos echte Mehrtorarchitektur des R&S ZNBT8 mit einem Reflektometer pro Messtor ist Garant für seine guten HF-Eigenschaften. Er kommt deshalb ohne elektronische Schalter zwischen Messtor und Empfänger aus, wie sie bei Mehrtorsystemen mit Schaltmatrizen üblich sind, und deren Dämpfung die HF-Eigenschaften verschlechtern. Diese aufwendige Architektur belohnt mit großer Dynamik, kräftigen Ausgangspegeln und großer Aussteuerfestigkeit. Mehrtormessungen mit dem R&S ZNBT8 sind daher stabil, reproduzierbar und präzise. Reflektometer 1 Messempfänger Ref.-empfänger Generator Tor 1 BILD 3: Der Mehrtorarchitektur verdankt der R&S ZNBT8 seine guten HF-Eigenschaften. NEUES 212/15 19

20 Allgemeine Messtechnik Netzwerkanalyse ZNBT8 im Vergleich Anzahl der Messobjekt-Tore ZNBT8 mit 24 Toren Vektor-Netzwerkanalysator und 4 N-Tor-Matrix Vektor-Netzwerkanalysator und 2 N-Tor-Matrix BILD 4: Geschwindigkeitsvergleich zwi Anzahl der Sweeps für eine N-Tor-Messung schen R&S ZNBT8 und Matrix-basierten Mehrtorlösungen. Unschlagbar kurze Messzeiten Dank seiner Mehrtorarchitektur misst der R&S ZNBT8 gleichzeitig an allen Toren eines Prüflings. Die Daten nimmt er dabei synchron auf und verarbeitet sie parallel, vom HF- Messtor über die ZF bis hin zur Anzeige eine erhebliche Verringerung der Messzeit im Vergleich zu Matrix-basierten Mehrtorsystemen. So sind zum Vermessen aller S-Parameter eines DUTs mit 24-Toren nur 24 Sweeps erforderlich. Eine Matrix-basierte Lösung mit einem 4-Tor-Netzwerkanalysator dagegen erfordert mehrere Schaltvorgänge und insgesamt 264 Sweeps. Bei einer Messzeit von beispielsweise 5 ms pro Sweep * braucht ein 4-Tor-Netzwerkanalysator R&S ZNB mit Matrix 1,3 s. Der R&S ZNBT8 braucht dagegen nur 340 ms und ist damit fast viermal so schnell. BILD 4 verdeutlicht den Geschwindigkeitsgewinn des R&S ZNBT8 im Vergleich zu Matrix-basierten Lösungen. * 201 Messpunkte, 100 khz Messbandbreite, Start 800 MHz, Stop 1 GHz. Da der R&S ZNBT8 über 10 db mehr Dynamik verfügt als herkömmliche Mehrtorlösungen, kann er bei gleicher Dynamik mit zehnfacher Messbandbreite und damit bis zu zehnmal schneller sweepen. Für eine Messung mit 80 db Dynamik benötigt er bei 1 MHz Messbandbreite und 201 Punkten nur 6 ms. 12 Netzwerkanalysatoren in einer Box messen gleichzeitig 12 DUTs Die Architektur des R&S ZNBT8 ermöglicht es, alle Tore gleichzeitig zu treiben, um mehrere Pfade eines Messobjektes oder mehrere Messobjekte gleichzeitig zu vermessen (BILD 5). Dabei unterteilt der Analysator seine Messtore in Tor- Gruppen, deren Messungen parallel ablaufen. Ein R&S ZNBT8 mit 24 Toren misst dadurch beispielsweise 6 DUTs mit jeweils 4 Toren oder 12 DUTs mit 2 Toren gleichzeitig. Das spart nicht nur Zeit und Geld, sondern auch Platz im Messaufbau. BILD 5: Paralleles Vermessen von DUTs mit dem R&S ZNBT8. Messobjekt 1 Messobjekt 2 20

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