Technik

USA: MW soll in Autoradios wieder verpflichtend werden

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Wegen der komplizierteren Entstörung auch in E-Autos und dem Abschalten der AM-Stationen in vielen europäischen Ländern empfangen die Autoradios vieler Kfz-Hersteller ab Werk inzwischen nur noch UKW und DAB+-Empfang.

Aktuell sehen BMW, Ford, Mazda, Polestar, Rivian, Tesla, Volkswagen und Volvo keinen AM-Empfang mehr in ihren Elektromodellen vor.

In den USA ist AM jedoch nach wie vor wichtig, auch für Notfälle. Eine parteiübergreifende Koalition im US-Kongress hat nun den AM for Every Vehicle Act eingebracht [Radio-Ink-Magazin] – ein Gesetz, das die Bundesbehörden verpflichten würde, AM-Radio in Neufahrzeugen ohne Aufpreis vorzuschreiben.

Ford hat bereits reagiert: alle Ford- und Lincoln-Modelle ab 2024 werden wieder auf MW empfangen können. Tatsächlich war die Funktion bei Ford nie entfallen, nur softwareseitig abgeschaltet. Fahrer von aktuellen Ford-Elektroautos ohne AM-Empfang können sich diese Funktion mit einem Software-Update wieder freischalten lassen.

Quelle: funkamateur.de (DL2MCD)

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Billige Smartphones: Virus ab Werk

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Kriminelle lassen weltweit Millionen von Android-Geräten mit bösartiger Firmware bespielen, bevor die Geräte überhaupt die Fabriken verlassen haben, berichteten [blackhat.com] Trend-Micro-Forscher auf der Black Hat Asia. Das betrifft hauptsächlich billige Smartphones, aber auch Smartwatches, Fernsehgeräte und andere Produkte.

Dabei wird in das Betriebssystem ein Proxy implementiert, der es den Kriminellen erlaubt, die Kontrolle über das Gerät fünfminutenweise an Interessenten zu vermieten. In diesen können sie Daten der Nutzer abgreifen wie SMS, E-Mails und Passwörter, oder das Smartphone für eigenständige kriminelle Transaktionen verwenden, die dann seinem Besitzer zur Last gelegt werden.
Das Einschleusen von Malware begann, als der Preis für Handy-Firmware sank. Der Wettbewerb zwischen den Firmware-Vertreibern wurde so heftig, dass deren Anbieter daran nichts mehr verdienen konnten. Also verkauften sie ihre Dienste an Kriminelle. Anhand von Telemetriedaten schätzen die Forscher, dass es weltweit mindestens Millionen infizierter Geräte gibt, die sich jedoch bislang noch in Südostasien und Osteuropa konzentrieren. Eine von den Kriminellen selbst angegebene Zahl läge bei 8,9 Millionen.

Das Team bestätigte, dass die Malware in den Handys von mindestens 10 Anbietern gefunden wurde, dass aber möglicherweise noch etwa 40 weitere betroffen sind. Mit teureren Markengeräten ist man möglicherweise etwas sicherer, kein solches trojanisches Smartphone zu erwerben.

Quelle: funkamateur.de (DL2MCD)

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Glasfaser in Deutschland? Viel Luft nach oben…

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Im Editorial der Ausgabe 1/2023 der vom VDE-Verlag herausgegebenen Zeitschrift building & automation widmet sich Redakteur Dipl.-Ing. Markus Hohl dem Glasfaserausbau in Deutschland. Unter Berufung auf die Website de.statista.com konstatiert er:

„Daten der OECD zufolge waren Ende 2021 nur rund 7 % aller stationären Breitbandanschlüsse in Deutschland mit einem Glasfaserkabel verbunden. Fast nirgendwo in den Industriestaaten ist der Glasfaseranteil derartig niedrig.“

Immerhin stünden wir damit in einer Reihe mit einer Handvoll OECD-Ländern wie etwa Österreich oder dem Vereinigten Königreich…

Positive Gegenbeispiele seien Südkorea mit einem Glasfaseranteil von rund 87 % oder Spanien mit 79 % sowie Schweden und Litauen mit einem ähnlich weit fortgeschrittenen Netzausbau.

Inzwischen hätten jedoch Hersteller die Herausforderung erkannt und Systemlösungen für den Glasfaserausbau entwickelt, so etwa die Kaiser Gmbh & Co. KG mit Lösungen bis zum Teilnehmeranschluss. Auch die Fränkische Rohrwerke Gebr. Kirchner GmbH & Co. KG hat Lösungen im Programm und bietet mit FFKu-Fibrenet und FFKu-Smart net Produkte für die Netzinfrastruktur innerhalb des Hauses.

Das Magazin ist online zugänglich, sowohl das Editorial auf Seite 2 als auch der komplette Inhalt sind hier nachzulesen; Pfeile zum Auf- bzw. Abwärtsblättern finden sich an der rechten Seite.

Quelle: funkamateur.de (Red. FA/-rd)

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Neuartige spulenlose HF-Filter vorgestellt

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Die Technik in Funkgeräten tendiert inzwischen zum Direktabtaster [1], einem SDR, das ohne vorheriges Mischen direkt das Eingangssignal digitalisiert und dann rechnerisch bearbeitet. Das spart teure Analogtechnik mit Filtern, alles findet digital in DSPs und Software statt. Der Nachteil ist jedoch eine große erforderliche Rechenleistung mit hohem Strombedarf – für Handfunkgeräte und Smartphones nicht optimal. Zudem ist es bei starken Störungen schwer, diese digital herauszurechnen.

Hybridempfänger, die auf einer herabgemischten Zwischenfrequenz abtasten, sind genügsamer. Doch benötigen sie analoge Eingangsfilter, um nicht auf Spiegelfrequenzen und Harmonischen zu empfangen, was Geld kostet und Platz benötigt – bei kleinen Geräten ist dies auch nicht erwünscht. Zudem arbeiten 5G-Mobiltelefone auf sehr vielen unterschiedlichen Frequenzbändern.

Forscher am Massachusetts Institute of Technology haben nun einen Empfängerschaltkreis entwickelt, der unerwünschte Hochfrequenzsignale auch ohne klassische analoge Filter abfängt [2]. Der hochintegrierte Schaltkreis, der bei der Unterdrückung von Störungen etwa 40-mal besser abschneidet als andere Breitbandempfänger, benötigt keine zusätzliche externe Beschaltung.

Die Entwicklung wurde auf der International Solid-States Circuits Conference (ISSCC 2023) vorgestellt. Statt LC- oder Festkörperfiltern wie Quarz- oder Oberflächenwellen-Filter usw. nutzt der Baustein frequenzabhängig in speziellen Reihen- oder Parallelschaltungen verbundene Abtastkondensatoren, also Abtast- und Halteschaltungen, auf dem Halbleiter.

Quelle: funkamateur.de (Tnx Info DL2MCD / Red. FA/-rd)

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Verschärfte Regeln für das Energielabel

Als die EU im März 2021 ein überarbeitetes Energielabel für einige elektrische Haushaltsgeräte sowie Fernsehgeräte und PC-Monitore einführte, wurde das überwiegend positiv gesehen. Die bis dahin eher verwirrende Kennzeichnung, mit Buchstaben und bis zu drei Pluszeichen dahinter, wich klareren Kategorien. Die Effizienzklasse wird nur noch von den Buchstaben A bis G signalisiert. Von einer Einstufung in die höchste Klasse sind Fernsehgeräte aktuell weit entfernt. Sie sind bestenfalls in Klasse E angesiedelt, die immer beliebter werdenden OLED-Geräte sogar meist in G.

Die Konsumenten erwarten immer größere, brillantere und detailreichere Bilder. Auch wenn inzwischen energieeffiziente LEDs oder OLEDs bei Displays zum Einsatz kommen, so gilt immer noch, dass umso mehr Energie benötigt wird, je heller und kontrastreicher das Bild sein soll. Auch steigende Auflösung, also 4K statt HD oder 8K statt 4K, erfordert einen höheren Energieverbrauch. Die Signalverarbeitung erledigen Prozessoren, deren hohe Rechenleistung energieintensiv ist. Aus diesem Grunde erreichen Fernsehgeräte mit der besten Signaloptimierung nur knapp die geforderten Effizienzkriterien, um noch in der Klasse G zu landen und überhaupt für den Verkauf zugelassen zu werden.

Nun werden die Regeln verschärft: Ab dem 1. März 2023 gelten neue Höchstwerte für den sogenannten Energieeffizienzindex. Bisher bestehende Ausnahmen für Displays auf Basis von Mikro-LEDs und die besonders hoch auflösenden 8K-Displays fallen weg, eine Bonusregelung bei der Bewertung von OLED-Displays ebenfalls. In der Folge werden alle höher auflösenden Displays gleich behandelt. Während das für die allermeisten 4K-Displays kein Ausschlusskriterium ist, dürfte die Anwendung des neuen Index für die neuesten Displayarten eine riesige Herausforderung, wenn nicht sogar deren Aus bedeuten. Zwar führen Fernsehbildschirme mit einer höheren Auflösung als 4K eher ein Nischendasein, doch stehen sie für die Weiterentwicklung der Bildschirmtechnik. Aus rein physikalischen Gründen werden die neuen Anforderungen kaum zu erreichen sein. Fernsehgeräte, die die neuen Effizienzkriterien nicht mehr erfüllen, aber vor dem 1. März ausgeliefert wurden, dürfen zwar weiterhin verkauft werden, doch danach wird wohl der Energieverbrauch eine größere Rolle als bisher spielen.

Quelle: funkamateur.de (WES)

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T-Mobile und Starlink: Mit dem Handy ins All telefonieren

Mit einem Handy über Satellit telefonieren, das gab es doch schon mal? Ja, richtig, speziell das Iridium-Satellitennetzwerk bietet dies mit Telefonen an, die nur etwa wie die D-Netz-Handys der Gründerzeit aussehen, aber keine Satelliten-Parabolantennen benötigen. Es gab auch noch einige andere solche Netzwerke mit „etwas größeren“ Telefonen. Ihrem Alter entsprechend bieten sie nur sehr langsame Datenübertragung mit maximal 9600 Bit/s, meist weniger, Telefonie war hier das Wichtigste.

Nun sollen aber normale moderne Smartphones in abgelegenen Gegenden ohne terrestrische Mobilfunknetze sich stattdessen in Satelliten-Netzwerke, konkret: Starlink, einbuchen können. T-Mobile USA und SpaceX wollen dies in einer Kooperation ermöglichen und verkünden, dass hierzu Mobiltelefone geeignet sind, wie sie jeder heute in der Tasche hat.

Zunächst werden aber nur Textnachrichten, SMS, unterstützt. Die Beta-Phase startet auf dem Gebiet der USA, samt Hawaii, Teilen Alaskas, Puerto Ricos und in US-Hoheitsgewässern. Sprache und Datenübertragung sollen später folgen. „Coverage Above and Beyond“, so der Name des Projekts, soll später durch die Zusammenarbeit mit anderen globalen Netzbetreibern weltweit möglich werden.

Bislang waren nur Erweiterungen von 5G geplant, die dann auch Betrieb über Satelliten ermöglichen. Dazu werden allerdings neue Mobiltelefone benötigt. Ein solches Projekt wurde letzten Monat von Qualcomm, Ericsson und Thales angekündigt, nachdem im März satellitengestützte nicht-terrestrische 5G-Netze (5G NTNs) in der Version 17 der 5G-Spezifikationen des 3GPP-Telekommunikationsstandardisierungsgremiums genehmigt wurden.

Ericsson sagte, dass die Änderungen zur Unterstützung von 5G NTNs minimal sein würden und nur einige Software-Ergänzungen und einen neuen Filter zur Unterstützung des Satellitenbandes umfassen würden, aber dennoch würden die Nutzer ein neues Handy benötigen.

Es ist fraglich, ob ein Satellitendienst wirklich mit jedem bestehenden Mobiltelefon funktioniert und welche Auswirkungen dies beispielsweise auf die Akkulaufzeit des Geräts haben könnte.

Doch auch die aktuellen SpaceX/Starlink-Satelliten können diesen Dienst noch gar nicht erbringen. StarLink plant zwar bereits den Einsatz größerer Satelliten (v2, etwa viermal so schwer) mit größerer Antenne, doch sind diese Systeme noch gar nicht genehmigt und auch nicht die zugehörige Frequenznutzung.

Quelle: funkamateur.de (DL2MCD)

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WiFi 6 statt 5G für das IIoT?

IIoT? Ja, kaum hat man die Abkürzung IoT für das „Internet der Dinge“ (Internet of Things) verinnerlicht, so gibt es schon eine neue: IIoT – das Industrial Internet of Things. Gemeint sind damit also nicht mehr die Kaffeemaschine, die beim Frühstück zuhause mit dem Toaster und dem Kühlschrank spricht, sondern Produktionsanlagen, Maschinen, die ihren Zustand und den Restbestand an zu verarbeitenden Materialien untereinander rückmelden.

Der neue Mobilfunkstandard 5G wird hierfür oft als Mittel der Wahl propagiert. Doch so, wie man zuhause am Smartphone ein WLAN benutzt und nicht Mobilfunk, ist es auch in der Fabrik sinnvoller, per WLAN zu vernetzen, angeblich sogar sinnvoller als per Kabel, aber vorzugsweise im neuesten Standard 6/6E, so die Wireless Broadband Alliance (WBA). Dieser enthält neue, freie und je nach Standort bis zu 1,2 GHz breite Frequuenzbereiche bei 6 GHz.

Die von Cisco, der Deutschen Telekom und Intel geleitete Arbeitsgruppe Wi-Fi 6/6E for IIoT der WBA hat Ideen für die Zukunft vernetzter Geräte in Fabriken zusammengetragen und in dem 52-seitigen Whitepaper Wi-Fi 6/6E for Industrial IoT zusammengefasst. Die Arbeitsgruppe führt ein Beispiel aus der Öl- und Gasindustrie an, in der die Umstellung auf eine drahtlose Installation zu einer Senkung der Installationskosten um 75% führt.

Das Team beschreibt auch, wie Wi-Fi 6 mehrere deterministische Funktionen zur Steuerung der Dienstgüte (QoS) bietet, um hohe Zuverlässigkeit für kritische Anwendungen zu gewährleisten. Dazu gehören die Priorisierung des Datenverkehrs durch die Unterstützung von Time-Sensitive Networking (TSN) sowie der Multi-Link-Betrieb (MLO), der es einem Gerät ermöglicht, mehr als einen Funkkanal gleichzeitig zu nutzen.

All dies setzt allerdings voraus, dass industrietaugliche Chipsätze (z. B. Mikrocontroller) verfügbar sind, die diese Generation der drahtlosen Kommunikation tatsächlich unterstützen. Angesichts der aktuellen Chipknappheit könnte es sein, dass mancher dann lieber vor einer Umrüstung WiFi 7 abwartet.

Quelle: funkamateur.de (DL2MCD)

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Siliziumanode soll zu 10 Minuten Ladezeit führen

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Mit Silizium-Anoden sollen Lithium-Ionen-Akkumulatoren möglich werden, die sich in 10 Minuten laden lassen. Die von dem kalifornischen Unternehmen Enovix entwickelte und gebaute Batterie behält auch nach 1000 Aufladungen noch 93% ihrer Kapazität und wurde nach Angaben des Unternehmens durch einen sechsmonatigen Betrieb bei erhöhten Temperaturen nur minimal beeinträchtigt. Dies sind beides wichtige Bestandteile der Ziele des US Advanced Battery Consortium (USABC) für Hochleistungs-EV-Batterien.

Die Batterietechnologie von Enovix soll bereits in kleineren Zellen eingesetzt werden, darunter auch in einer Smartwatch, die von einem ungenannten OEM hergestellt wird, der laut Enovix „eines der führenden Unternehmen der Unterhaltungselektronik weltweit“ ist.

Die gleiche Technologie steckt auch in den Batterien für Elektrofahrzeuge. Sie werden mit einer proprietären Architektur gebaut, die laut Enovix die Probleme beseitigt, die bei der Verwendung von Silizium als Anode auftreten. Graphit, das übliche Anodenmaterial, hat eine weitaus geringere Energiespeicherkapazität als Silizium, ist aber aufgrund der technischen Probleme von Silizium wie z. B. Aufquellen, das die Lebensdauer erheblich verkürzt, bislang Standard.

Enovix sagte, dass seine BrakeFlow-Technologie, die die Missbrauchstoleranz in Lithium-Ionen-Batterien erhöht, zudem eine Sicherheitsverbesserung gegenüber herkömmlichen Batterien darstellt.

Enovix ist nicht das einzige Unternehmen, das die Verwendung von Silizium als Anode für EV-Batterien erforscht. Die USABC hat bereits die Finanzierung ähnlicher Projekte von Amprius angekündigt, das an EV-Batterien mit einer Siliziumdrahtanode arbeitet, und von Nanoramic, das EV-Batterien mit siliziumdominierten Anoden entwickelt hat, die auf bestehenden EV-Batterieanlagen hergestellt werden können.

Ein weiterer Batterieexperimentator, Enevate, entwickelt eine poröse, schwammartige Siliziumanode und arbeitet nach eigenen Angaben bereits mit mehreren Elektroautoherstellern zusammen, um seine Batterie, die nach eigenen Angaben mit einer fünfminütigen Ladung 400 km weit fahren kann, in nicht näher spezifizierte Modelle für 2024 einzubauen. Zu den Investoren von Enevate gehören die Automobilhersteller Renault, Nissan und Mitsubishi.

Quelle: funkamateur.de (DL2MCD)

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Tesla-Klau leicht gemacht dank Bluetooth

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Moderne „Keyless Entry“-Systeme für Autos erleichtern das Aufsperren – nicht nur für den rechtmäßigen Besitzer. Oft sind die Schlüssel-Codes zu leicht zu knacken und innerhalb von 45 Minuten kann ein BMW geöffnet und weggefahren werden. Teils sind die Funksysteme auch zu empfindlich und erlauben Öffnen und Start auf mehrere Meter Entfernung. Damit haben sich auch bereits rechtmäßige Besitzer vergiftet.

Diese Gefahr besteht bei einem E-Auto zwar nicht, aber eine andere Schwäche der Funkschlüssel tritt auch hier zutage: Ein ordnungsgemäß nach mehr als einem Meter zu schwaches Signal kann über Relayeinrichtungen so verstärkt werden, dass das Auto auch auf 20 m Entfernung zum Schlüssel geöffnet werden kann.

Bluetooth Low Energy sollte hier über die Signallaufzeiten und Latenzen eine Entfernungsmessung möglich machen und bei zu großer Entfernung auch bei starkem Signal das Öffnen verweigern. Diverse Tesla-Modelle nutzen diese Technologie.

Die von Forschern der NCC Group entdeckte und demonstrierte Technik besteht darin, die Bluetooth Low Energy-Signale von einem mit einem Tesla gekoppelten Smartphone an das Fahrzeug weiterzuleiten. So lässt sich nicht nur die Tür entriegeln, sondern auch das Auto starten und wegfahren.

Zum Tesla-Klau werden zwei weitere Smartphones benötigt: Eins in der Nähe des gekoppelten Telefons des Besitzers und ein weiteres Gerät in der Nähe des Autos. So wird direkt auf der Verbindungsebene des Bluetooth-Protokolls gekoppelt und so die „Entfernungsmessung“ umgangen. Diese Sicherheitslücke betrifft alle Produkte, die über ein Smartphone und Bluetooth Low Energy etwas öffnen lassen, auch Haustüren.

Die Bluetooth-Kernspezifikation hat im Übrigen nie die Sicherheit dieser Entfernungsbestimmungen garantiert. In den Aktualisierungen der Proximity-Profil-Spezifikation aus dem Jahr 2015 erklärte die Bluetooth Special Interest Group (SIG), dass das Proximity-Profil nicht als einziger Schutz für wertvolle Güter verwendet werden sollte und dass es derzeit keine bekannte Möglichkeit gibt, sich gegen solche Angriffe mit Bluetooth-Technologie zu schützen.

Diese Zugangstechnik, bei Tesla heißt sie „Passiver Zugang“, sollte also wo möglich abgeschaltet werden

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Flachlautsprecher mit hohem Wirkungsgrad

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Ingenieure am Massachusetts Institute of Technology haben aus einer Kunststofffolie und einer piezoelektrischen Schicht Flachlautsprecher hergestellt. Die Arbeit wird in einem kürzlich in der Fachzeitschrift IEEE Transactions on Industrial Electronics veröffentlichten Artikel mit dem Titel An Ultra-Thin Flexible Loudspeaker Based on a Piezoelectric Micro-Dome Array beschrieben. Ein YouTube-Video zeigt den Lautsprecher in Aktion.

Heutige Lautsprecher wandeln elektrische Signale üblicherweise in ein Magnetfeld um, das eine Lautsprechermembran bewegt, um hörbare Vibrationen zu erzeugen. Die MIT-Wissenschaftler benötigen keine Drahtwicklung. Sie verwenden piezoelektrisches Material, um eine Mikroanordnung von Kuppeln zu bewegen, die den Klang erzeugen.

Die Konstruktion basiert auf einer Kunststofffolie aus PET (Polyethylenterephthalat), die perforiert und mit einem dünnen Film aus piezoelektrischem Material, PVDF (Polyvinylidenfluorid), überzogen ist.

In einer Entfernung von 30 cm können diese Dünnfilm-Lautsprecher durch das Anlegen von 25 V bei 1 kHz eine Lautstärke erzeugen, die der eines typischen Gesprächs (66 dBa) entspricht. Bei 10 kHz erreicht die Lautstärke das Niveau des Stadtverkehrs (86 dBa). Die Folienlautsprecher benötigen angeblich nur 100 mW/m² Lautsprecherfläche, weniger als ein Zehntel heutiger Lautsprecher. Von 100 Hz bis 100 kHz sollen die Lautsprecher funktionieren, allerdings steigt der Schalldruck mit der Frequenz, weshalb der Klang ohne Korrektur sehr spitz und plärrend ist. Dafür können die Lautsprecher leicht in vorhandene Gegenstände wie einen Fahrzeuginnenraum integriert werden – die Forschung wurde zum Teil von der Ford Motor Company finanziert. Auch die Nutzung als Mikrofon ist angedacht. Ultraschall und Echolote sind eine naheliegende Anwendung.

Quelle: funkamateur.de (DL2MCD)

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