PowerLine und das Stromnetz

Bei Ethernet ist die Verkabelung auf die Übertragung von Daten optimiert, bei PowerLine wird das Stromnetz mitbenutzt, welches für den Zweck der Energieversorgung, aber nicht für die Übertragung von Daten konzipiert ist. Als Konsequenz muss PowerLine mit den Gegebenheiten vorlieb nehmen welche in einem Stromnetz herrschen und das beste daraus machen. Im folgenden werden die größten Herausforderungen, welche das Stromnetz an PowerLine stellt, näher in Betracht gezogen.

PowerLine nach HomePlug AV2 nutzt das Frequenzband von 2 bis 86Mhz zur Übertragung von Daten. Durch die Nutzung dieser hohen Frequenzen können die zu übertragenden Daten gut auf die 50Hz des Stromnetzes aufmoduliert werden, ohne die elektrischen Verbraucher selbst zu beeinflussen. Die elektrischen Verbraucher können allerdings ihrerseits hochfrequentes Rauschen im Stromnetz erzeugen und damit die PowerLine Datenübertragung stören. Um trotzdem eine stabile Verbindung zu gewährleisten, schaltet PowerLine im Falle von Störungen auf robustere Übertragungsverfahren oder blendet, bei zu großen Störungen, Teile des Frequenzbandes aus. Beides reduziert die netto Datenrate erheblich. Dies passiert zusätzlich zur Reduzierung der netto Datenrate aufgrund der normalen Dämpfung. Gerade bei der Nutzung des Stromnetzes kann diese unerwartet groß werden, denn je nachdem wie die Kabel verlaufen, können schnell mehrere zehn Meter Distanz oder in einem Haus auch mehr zusammenkommen. Zusammenfassend bedeutet dies das PowerLine eine ausgereifte Technologie ist, welche stabile Verbindungen ermöglicht. Das es jedoch bei der Nutzung von PowerLine auch schnell vorkommen kann, das nur ein Bruchteil der möglichen brutto Datenrate, als netto Datenrate genutzt werden. Noch mehr als bei WLAN kann dies von Fall zu Fall und Steckdose zu Steckdose unterschiedlich sein.

Tipp: Falls möglich probieren Sie PowerLine erst einmal bei sich zu Hause aus und messen Sie welche Datenraten Sie an welchen Steckdosen erwarten können (Speedtest). Dies kann sich von Steckdose zu Steckdose deutlich unterscheiden. Da die eingeschalteten elektrischen Verbraucher Einfluss nehmen, am besten zu einer Tageszeit, an welcher die meisten Verbraucher aktiv sind. Das sind oft die Abendstunden, wenn viele Feierabend haben.

PowerLine Adapter sollten immer direkt an eine Einzelsteckdose angeschlossen werden und nicht an einer Steckdosenleiste. Hintergrund ist, dass hochfrequente Störungen mit sehr niedriger Leistung schnell gedämpft werden. Doch wenn der PowerLine Adapter direkt neben einer solchen Störquelle eingesteckt wurde, dann machen sich diese Störungen bemerkbar. Um keine Steckdose zu verlieren, ist bei manchen PowerLine Adaptern direkt eine Steckdose integriert. Es ist eine berechtigte Frage, warum Sie jetzt hier ein Gerät anschließen können, aber keinen PowerLine Adapter in einer Steckdose neben einem anderen Gerät betreiben sollten. Das Störungsprinzip sollte doch das gleiche sein. Der Unterschied ist, dass in der Steckdose des PowerLine Adapters ein Filter integriert ist, welcher hochfrequente Störungen seitens eines angeschlossenen Gerätes herausfiltert. Gleiches Prinzip gilt für eine Doppelsteckdose, hier sollte die zweite Steckdose nicht gleichzeitig genutzt werden.

Mit HomePlug AV2 hat auch die Nutzung von MIMO (Multiple Inputs Multiple Outputs) und Beamforming in PowerLine Einzug gehalten. Damit können die Datenraten verdoppelt werden, da 2 Signalströme geichzeitig für die Datenübertragung zur Verfügung stehen. Voraussetzung ist jedoch das beide Signalströme einen etwas anderen Übertragungsweg nehmen, sprich es wird dann sowohl über den Außenleiter, den Neutralleiter als auch den Schutzleiter einer Steckdose übertragen. Falls Sie allerdings noch eine ältere Stromnetzinstallation in Ihrem Heim haben, dann kann es sein das bei Ihnen Neutralleiter und Schutzleiter zur sogenannten “klassischen Nullung” verschaltet sind. In diesem Fall steht nur der Außenleiter als Übertragungsmedium zu Verfügung und der potentielle Nutzen von MIMO und Beamforming entfällt.

Stromnetze bestehen aus mehreren Stromkreisen, welche auf unterschiedlichen Phasen aufgeschaltet sein können. Das bedeutet, dass es gut sein kann das z.B. die Steckdose im Wohnzimmer keine direkte metallisch leitende Verbindung zu einer Steckdose in Ihrem Arbeitszimmer hat. Da die stromführenden Kabel meistens wenigstens über eine kurze Strecke parallel verlegt werden, kann trotzdem erfolgreich eine Datenverbindung zustande kommen. Dies liegt an dem sogenannten “Übersprechen”. Die hochfrequenten Signale auf einem Kabel induzieren entsprechende Signale auf einem parallelen Kabel. Da die Signale dabei stark gedämpft werden, kann man allerdings auch über die Installation eines “Phasenkopplers” nachdenken, um eine bessere Leistung und höhere Datenraten zu erreichen. Solch ein Phasenkoppler verbindet die unterschiedlichen Phasen für hochfrequente Signale, trennt diese aber für den niederfrequenten 50Hz Wechselstrom.

Notiz: Installationen in Ihrem Stromnetz sollten nur von fachkundigen Personen vorgenommen werden.

Das Übersprechen ist für die Verbindung von PowerLine über 2 Stromkreise eine willkommene Eigenschaft, es zeigt aber auch wie stark die Kabel die Signale von PowerLine abstrahlen, da die Kabel wie eine Antenne wirken. Das bedeutet zu einem das Störungen durch Quellen entstehen können, welche auf den ersten Blick nicht vermutet werden. Zum anderen bedeutet dies das PowerLine Funkanwendungen im genutzten Frequenzband von 2Mhz bis 86Mhz stören könnte. Das Wort “könnte” wurde verwendet, da die benutzte Übertragungstechnologie von PowerLine es erlaubt bestimmte Unterbereiche des genannten Frequenzbandes nicht zu benutzen. Dadurch werden Störungen von Funkanwendungen weitestgehend vermieden und kommen in der Praxis sehr selten vor.

Notiz: Bitte lassen Sie sich jetzt keine Angst machen, doch manche Dinge sind einfach wichtig zu wissen, so dass Sie sich bewusst entscheiden können. Dazu gehört auch, dass falls Ihr PowerLine Störungen von Funkanwendungen verursacht und dies entsprechend nachgewiesen wird, Sie im Extremfall Ihr PowerLine stilllegen müssen. Das Risiko hierfür ist jedoch sehr gering und falls der Einsatz von PowerLine eine gute Option für den Aufbau Ihres Heimnetzwerkes ist, dann sollten Sie eventuelle Bedenken relativieren.

Nächstes Kapitel: Vergleich von PowerLine Varianten