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Netzwerk über Steckdose

Technisch gesehen handelt es sich beim PowerLAN um eine Trägerfrequenzanlage, die über Adapter realisiert wird. Diese werden in eine Steckdose gesteckt und über eine eingebaute Ethernet-Schnittstelle mit einem Endgerät (z. B. einem PC, Drucker oder einer Spielekonsole) verbunden. Das Datensignal vom angeschlossenen Endgerät wird vom sendenden Adapter im Hochfrequenzbereich (in der Regel zwischen 2 und 68 MHz) auf die Stromleitung moduliert und vom empfangenden Adapter wieder demoduliert. Vom Funktionsprinzip her sind PowerLAN-Adapter demnach Modems.

Beim PowerLAN werden die in einem Haushalt vorhandenen elektrischen Leitungen mit 230V Spannung sowie 50 oder 60 Hz zusätzlich zur Übertragung von Daten benutzt. Mit Hilfe des bereits bei anderen Übertragungsverfahren (z. B. xDSL oder WLAN) eingesetzten Orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) wird dazu auf der Sendeseite jeweils eine Vielzahl an Signalen gleichzeitig auf eine Trägerfrequenz phasen- und amplitudenmoduliert (Frequenzmultiplexverfahren). Das je nach Übertragungsstandard zur Verfügung stehende Frequenzspektrum wird dabei in Kanäle aufgeteilt, um die Störanfälligkeit zu verringern bzw. entsprechende Gegenmaßnahmen (Fehlerkorrektur- und Interleavingverfahren) zu ermöglichen. Die aufmodulierten Daten werden dann über die Stromleitung zum Empfänger gesendet und dort per Bandpass wieder von den Trägerfrequenzen getrennt (demoduliert).

Die meisten PowerLAN-Standards arbeiten im Hochfrequenzbereich zwischen 2 und 68 MHz. Die vor allem im privaten Bereich weit verbreiteten Geräte nach dem Homeplug-Standard erzielen typische Brutto-Übertragungsraten von 14 Mbit/s (Homeplug), 85 Mbit/s (Homeplug Turbo), 200 Mbit/s (Homeplug AV), 600 Mbit/s (IEEE 1901) und 1200 Mbit/s. Die maximale Reichweite von Homeplug-Adaptern auf Stromleitungen beträgt 300 Meter. Die Standards Homeplug AV (200 Mbit/s) und IEEE 1901 (600 Mbit/s) sind zueinander voll kompatibel.

Stromversorgungsnetze (Niederspannungsnetze) sind Drehstromnetze mit drei Außenleitern (Phasen), die in der Regel auf verschiedene Bereiche innerhalb von Wohneinheiten verteilt sind. Abhängig von weiteren Faktoren, wie Leitungslänge, Dämpfungseffekten und ggf. Störern, sind die per PowerLAN auf die Stromleitung aufmodulierten Daten mindestens innerhalb einer Phase verfügbar. Da die Übertragung jedoch im hochfrequenten Bereich erfolgt, kommt es bei parallel verlegten Leitungen für mehrere Phasen (z. B. am Sicherungskasten oder an Durchlauferhitzern) zum Übersprechen, wodurch die Signale auch in den anderen beiden Phasen zur Verfügung stehen. Damit einher geht eine Dämpfung der Signalstärke, die sich in einer reduzierten Reichweite sowie einer geringeren Übertragungsbandbreite niederschlägt. Für eine gewollte, möglichst ungedämpfte Signalüberbrückung zwischen zwei Phasen lassen sich Phasenkoppler einsetzen.

Hardware

Technisch realisiert wird die Übertragung mit Hilfe von Adaptern, die einerseits mit dem Stromnetz und andererseits (über einen eingebauten Ethernet-Anschluss) mit einem zu vernetzenden Endgerät (z. B. einem PC, einem Drucker, einer Spielekonsole oder einer Webcam) verbunden werden. Mittlerweile gibt es unterschiedliche Bauformen nach verschiedenen PowerLAN-Standards von diversen Herstellern, beispielsweise als Zwischenstecker oder in Kombination mit einem WLAN-Access-Point. Für den professionellen Einsatz werden auch leistungsfähigere Geräte angeboten, die Übertragungsmöglichkeiten über weitere Medien (z. B. Koax- oder Twisted-Pair-Leitungen) sowie Funktionen für die Datenpriorisierung und Hierarchische Netzwerktopologien zur Verfügung stellen.

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