Powerline - Kaufberatung

 

Devolo Powerline Starterpack.Unter Powerline, auch Powerline Communications oder kurz PLC genannt, versteht man die Datenübertragung über das Stromnetz.

Diese Technik war ursprünglich für zwei Anwendungsfälle gedacht: einerseits als Alternative zum traditionellen Internetanschluss, zum Anderen als Heimnetzwerk innerhalb des Hauses bzw. der Firma. Im Bereich der Internetzugänge konnte PLC sich nicht durchsetzen, auch wenn einige große Stromversorger dies als Zusatzgeschäft angeboten hatten.

Mittlerweile wird der Internetzugang über PLC nur noch in einigen, wenigen Städten Deutschlands zur Verfügung gestellt. Ganz anders sieht es bei der Anwendung als Heimnetzwerk aus. In diesen Bereich ist PLC heute recht beliebt.

 

 

Das verwundert nicht, da Powerline-Communication einige Vorteile hat:

  • Es ist ohne große technische Kenntnisse leicht und schnell zu installieren.
  • Es müssen zwischen den Netzwerkteilnehmern keine Kabel verlegt werden, wie bei einem LAN.
  • Die Übertragungsgüte ist nicht von der Dicke der Mauern oder der Anzahl von Türen zwischen den Netzwerkteilnehmern abhängig wie bei einem WLAN.

 

 

Wie funktioniert PLC?

Die Kommunikation wird über zwei Netzwerksteckdosen, auch Homeplugs, PowerLAN oder Powerline-Adapter genannt, realisiert. Sie werden in die normalen Steckdosen eingesteckt. In den meisten Fällen ist in ihnen eine Steckdose integriert, so dass Sie durch diese Netzwerk-Steckdose nicht auf Stromanschlüsse verzichten müssen. Die eine Netzwerk-Steckdose wird per Kabel mit dem Internet-Router verbunden. Die andere mit dem Rechner. Dann wird an beiden Powerline-Adaptern ein Knopf gedrückt. Damit finden diese beiden sich. Weitere Einstellungen sind nicht erforderlich. Die digitalen Daten werden durch den Powerline-Adapter auf den Strom im Kabel aufmoduliert. Da der Strom mit 50/60 Hz fließt, die Daten aber im MHz-Bereich angesiedelt sind, stören diese beiden Ströme sich nicht gegenseitig. Der zweite Powerline-Adapter demoduliert die Daten wieder. Es werden auch Powerline-Adapter angeboten, die nicht mit Hilfe eines Kabels mit dem Rechner verbunden sind, sondern als WLAN-Einheit funktionieren. Theoretisch können auf diese Weise mehrere hundert Meter Strecke zwischen den Teilnehmern überwunden werden. Meist ist die zuverlässige Übertragungsstrecke aber kürzer. Hier kann die Installation eines Phasenkopplers hilfreich sein. Stromversorgungsnetze besitzen drei Phasen. Die Informationen des PLC werden auf eine Phase aufmoduliert. Bei parallel laufenden Phasen kann es zum Übersprechen zwischen diesen kommen, damit ist auch ein Empfang über andere Phasen möglich, allerdings sinkt die Signalstärke und die Verbindung ist nicht mehr optimal. Durch einen Phasenkoppler kann das Signal ohne Verlust von einer Phase auf die andere übertragen werden. Er ist auch hilfreich zum Verbinden getrennter Stromkreise. Natürlich kann das PLC-Netzwerk um weitere Einheiten erweitert werden.

Eine 13-seitige technische Beschreibung von Powerline Communication findet man hier.

http://www.net-im-web.de/pdf/Dostert.pdf

 

Wie schnell ist PLC?

Powerline-Adapter arbeiten mit verschiedenen Standards. Zurzeit werden Geräte nach den Standards HomePlug1.0, HomePlugAV und HomePlugAV2 angeboten. Sie unterscheiden sich durch die Datenübertragungsraten und der verwendeten Verschlüsselung. Der HomePlug1.0-Standard bietet theoretisch Übertragungsraten bis 14 Mbit/s und arbeitet mit einer 56-Bit-DES-Verschlüsselung. Er ist als veraltet anzusehen. Geräte nach diesem Standard sollten daher nicht mehr gekauft werden. HomePlugAV bietet Übertragungsraten bis zu 200 Mbit/s und arbeitet mit einer 128-Bit-AES-Verschlüsselung. HomePlugAV2 ist der modernste Standard mit theoretischen Übertragungsraten bis zu einem GBit/s und ebenfalls einer 128-Bit-AES-Verschlüsselung. Die beiden AV-Standards eignen sich auch für Industrial Powerlines, da sie die Übertragung per Coax-Line erlauben. Industrial Powerline ist für kommerzielle Anwendungen gedacht. Hier müssen größere Strecken überbrückt und oft unterschiedliche Teilnetze integriert werden.
Bei den Übertragungsgeschwindigkeiten werden allerdings fast nie die theoretisch möglichen Werte erreicht. Die Geschwindigkeit ist beispielsweise von der Güte der Stromkabel, der Kabellänge und von der Art ihrer Verlegung abhängig. Wird der Powerline-Adapter in eine Einzelsteckdose statt in eine Mehrfachsteckdose oder eine Steckerleiste gesteckt, ist die Übertragung schneller. Auch Verbraucher, wie Kühlschränke oder Bohrmaschinen können die Geschwindigkeit und Güte der Datenübertragung beeinflussen. Sie sollten auch nach Möglichkeit nur Geräte eines Herstellers, die nach dem gleichen Standard arbeiten, verwenden. Theoretisch arbeiten zwar alle AV- und AV2-Geräte aller Hersteller zusammen, praktisch reduziert ein Mix aber die Übertragungsraten. Ein langsameres AV-Gerät bremst die schnelleren AV2-Geräte aus.

 

Powerline und das Internet der Dinge

Nachdem sich die Industrie auf den HomePlugAV2-Standard geeinigt hat, steht auch dem Internet der Dinge nichts mehr im Weg, wenn man die Datenschutz-Bedenken mal beiseite läßt. Kühlschränke, Kaffeemaschinen und andere Geräte in Haushalten und Büros können somit über die Stromleitung Kontakt zur Aussenwelt aufnehmen und benötigen keinen separaten Netzwerkanschluß.

Powerline IoT Anwendungsmöglichkeiten

 

Powerline-Adapter als SchaltsteckdoseAVM Fritz!Powerline Schalterdose

Neben der reinen Datenübertragung gibt es zwischenzeitlich Powerline-Adapter, die als Steckdosenadapter mit schaltbarer Steckdose ausgestattet sind. Damit lassen sich angeschlossene Verbraucher aus der Ferne über ein Signal über das Stromnetz ein- und ausschalten. Besonders erwähnenswert ist der Adapter: AVM 20002573 Fritz!Powerline 546E

Dieser Powerline-Adapter arbeitet insbesondere mit den AVM Fritz!Box-Routern zusammen. Über eine Weboberfläche der Fritz!Box* oder eine Smartphone-App kann man einfach Verbraucher schalten. Dies ist aber nicht alles. Dank integrierter Strommessung läßt sich auch der Verbrauch der angeschlossenen Geräte mit diesen intelligenten Steckdosen messen und protokollieren.

* Für alle ausreichend leistungsfähigen Fritz-Router gibt es eine Firmware, die AVM untern dem Namen Fritz!OS eingeführt hat. Ab Version 5.20 ist diese Funktionalität enthalten.

 

Gigabit-Powerline mit MIMO-Technik

Powerline-Adapter können inzwischen mehrere unterschiedliche Signale parallel auf die Stromleitungsadern schicken. Diese bei WLAN schon seit ein paar Jahren etablierte MIMO-Technik (Multiple Input Multiple Output) verdoppelt somit unter günstigen Umständen den Powerline-Durchsatz. AVMs neue 2x2-MIMO-Technik arbeitet unter Verwendung zweier Adernpaare: Phase-Neutralleiter und Phase-Schutzleiter gleichzeitig (MIMO) oder wechselseitig (Diversity) und kann somit mit bis zu 1.200Mbit/s Übertratungsrate arbeiten.

 

Wie sicher ist PLC?

Da bei PLC die Daten über das Stromnetz übertragen werden, können sie auch überall auf der Leitung abgegriffen werden. Man muss nur einen Adapter in eine Steckdose stecken und hat schon Zugriff. Das ist besonders in Mehrfamilienhäusern kritisch, da man dort nie genau weiß, wo die Leitungen laufen und wie sie verbunden sind. Außerdem wirkt die Stromleitung wie eine Antenne, die die Daten abstrahlt, wenn auch mit geringer Leistung. Daher arbeiten alle PLC-Adapter mit Verschlüsselungen. Diese Verschlüsselungen sind umso besser, je mehr Bits sie verwenden.

Daher sind die Adapter mit einem Passwort zu versehen. Nur Adapter mit demselben Passwort können miteinander kommunizieren. Dieses Passwort wird in der Regel bei der Installation automatisch erstellt. Bei den meisten Powerline-Adaptern drückt man innerhalb von zwei Minuten einfach die Verschlüsselungstaste. Die Adapter verständigen sich dann untereinander auf ein gemeinsames Passwort zur Verschlüsselung. Somit wird auch die Aussensteckdose nicht zu Datenleck.

Oftmals liegt den Adaptern auch eine Software bei, mit deren Hilfe die Verschlüsselung über den PC aktiviert werden kann. In der Software wird hierzu die aufgedruckte Seriennummer der Powerline-Adapter hinterlegt. Somit kann das Kennwort in den Adapter übertragen werden.

Die Signale verlassen übrigens die vier Wände nicht über das Stromnetz, denn der Stromzähler wirkt durch einen eingebauten Filter wie eine Sperre.

 

Kann Powerline Störungen verursachen?

Powerline sendet mit Freqeunzen bis 68MHz auf ungeschirmten Elektroleitungen, die wie Antennen wirken. Hierdurch können Störungen auftreten. Dies betrifft z.B. Funksignale, die im Bereich zwischen 2 und 68MHz liegen. Dies wären beispielsweise Kurzwellensender (3 bis 30 MHz), deren Empfang durch Powerline beeinträchtigt werden kann. Allerdings werden solche Störungen auch von Enrgiesparlampen und Plasmafernsehern verursacht. Interessante Hörbeispiele für Störungen durch PLC findet man auf der Homepage von ADDX e.V.

Die Sendeleistung von Powerline-Adaptern ist aus gutem Grund begrenzt, denn wer Powerline betreibt, lebt im Prinzip in einer Antenne, die Verkabelung des Hauses strahlt im Prinzip das Hochfrequenzsignal in den freien Raum.

Weiterführende Informationen zum Thema Störungen durch Powerline finden Sie auf der Elektrosmoginfo-Seite.

In dem nachfolgend verlinkten YouTube-Video kann man sehr deutlich sehen, wie stark sich die Störungen durch Powerline auf Kurzwellensender auswirken. Das Radio wird auf das Haus zubewegt, in dem sich Powerline-Adapter im zweiten Stockwerk befinden. Schon ab einer Entfernung von 80m beginnt das Signal deutlich zu stören. Bereits aber einer Entfernung von 30-40m wird die Rundfunkstation bereits so massiv gestört, dass sie man praktisch gar keinen Rundfunkempfang mehr hat.

 

Kann Powerline durch externe Einflüsse gestört werden?

Powerline kann durch verschiedene Einflüsse gestört werden. Grundsätzlich gilt, umso mehr Geräte über das Stromnetz Daten austauschen, desto langsamer wird es. Wie bei WLAN kann es hier zu Kollissionen kommen, wenn mehrere Geräte gleichzeitig versuchen zu senden. Darüber hinaus gibt es auch von außen durch bestimmte Komponenten oder Geräte im Stromnetz Störeinflüsse, die ein PowerLAN stören können. Z.B Dimmer, Vorschaltgeräte, Schaltnetzteile, Bohrmaschinen, Staubsauger etc. Moderne Adapter setzen zwar Verfahren zur Fehlerkorrektur ein, um solchen Störeinflüssen zu begegnen, jedoch leidet der Datendurchsatz in diesen Fällen immer. Sehr wichtig ist, die Powerline-Adapter direkt in die Wandsteckdosen zu stecken, niemals in Steckdosenleisten. Ungünstig ist auch ein Schaltnetzteil in der Wandsteckdose daneben. Verwenden Sie in einem solchen Fall lieber eine Steckdosenleiste, in die Sie alle Geräte einstecken und diese schließen Sie am Passthrough-Anschluß des Powerline-Adapters an.

Powerline Stecker richtig verwenden

 

Welchen Powerline-Adapter kaufen?

Der Pionier unter den Powerline-Herstellern ist DEVOLO. Dessen Geräte laufen unter dem Markennamen DLAN. Nicht umsonst ist daher DLAN oder DEVOLO ein Synonym für Powerline-Adapter geworden. DEVOLO überzeugt durch Qualität und durch Innovation. Aber andere Hersteller wie AVM, TP-Link, D-LINK oder Allnet ziehen nach und bieten ebenfalls gute und innovative Produkte.

Generell sollte man nach Möglichkeit Powerline-Adapter eines Herstellers nehmen, zwingend zumindest Adapter nach gleichem Standard kaufen, was heutzutage dank der Einigung der Hersteller auf einen gemeinsamen Standard HomePlugAV bzw. HomePlugAV2 bei den meisten Adaptern der Fall ist. Es gibt Adapter-Sets, bei denen man gleich 2 oder drei Adapter erwerben kann und dabei ordentlich Geld spart. Es gibt auch Sets mit Einspeise-Adapter und WLAN-Adapter, der Einspeise-Adapter wird an den Router angeschlossen, der WLAN-Adapter sorgt für den guten Empfang an der Stelle wo es benötigt wird und bietet meist noch zusätzlich LAN-Schnittstellen.

Bei Steckdosenknappheit bzw. potentiell gestörten Netzen sollte man unbedingt Passthrough-Adapter verwenden. Dies sind Adapter, bei denen die Steckdosen durchgeführt ist. Somit geht erstens kein Steckdosenplatz verloren und zweitens, was noch viel wichtiger ist, sind die durchgeführten Steckdosen mit einem integrierten Hochfrequenzfilter ausgestattet, der Netzstörungen herausfiltert, was die Powerline-Übertragung merklich verbessert.

Zuletzt sollte man natürlich auf die Übertragungsgeschwindigkeit achten. Powerline-Adapter unter 200MBit sollte man nicht mehr kaufen. Generell gilt: Umso höher die Übertragungsgeschwindigkeit, umso besser. Natürlich sind die angegebenen Werte nur theoretische Werte und allenfalls im Labor erreichbar, denn je länger die Stromleitung ist, desto mehr Dämpfung des Signals hat man, jedoch bieten die schnelleren Geräte mit 500MBit/s, 600MBit/s oder schneller einfach mehr Durchsatz und bessere Performance, da die neuere Technik auch besser mit Störungen umgehen kann.

 

Wie bekomme ich auf allen drei Phasen im Haus eine gute Verbindung?

Wenn das Powerline-Signal die Möglichkeit hat, über mehrere Meter Stromkabel zu laufen, wo alle drei Phasen parallel liegen, dann hat man eine gute Chance, dass sich das Signal in alle Phasen einkoppelt. Jedoch ist die Verbindung über die anderen beiden Phasen nie so gut, wie auf der Einspeisephase. Die drei Phasen kann über einen sogenanten Phasenkoppler datentechnisch verbinden. Der Phasenkoppler muß logischerweise an einer Stelle eingebaut werden, wo alle drei Phasen aufeinander treffen. Dies ist im Stromverteiler der Fall. Und genau hier hört es mit Do-It-Yourself auf ! Ein Phasenkoppler muß von einer ausgebildeten Elektrofachkraft eingebaut werden ! In unserem Onlineshop können Sie hier Phasenkoppler bestellen.

Mit einem Phasenkoppler kann man zumindest komplette Wohneinheiten, die an einem Stromzähler hängen, komplett mit einem guten Signal versorgen.

 

Wie Stromkreise für Powerline koppeln?

AVM Powerline Phasenkoppler DinRAIL

Mehrere Stromkreise lassen sich datentechnisch über sogenannte Phasenkoppler verbinden. Wie schon im Kapitel zuvor beschrieben, verbinden Phasenkoppler die drei Phasen datentechnisch miteinander. Hinter dem Stromzähler ist aber Schluß. Dieser läst kein Signal durch. Möchte man nun mehrere Stromkreise koppeln, so wird in jedem Stromkreis ein spezieller Phasenkoppler mit zusätzlicher LX-Leitung benötigt. Die Phasenkoppler werden hierbei jeweils mit den drei Phasen des jeweiligen Stromkreises verbunden. Untereinander werden die Phasenkoppler dann über die LX-Leitung verbunden.

Wie schon im Kapitel davor gilt: Der Einbau darf nur von einer ausgebildeten Elektrofachkraft durchgeführt werden!

Als passende Geräte bieten wir hier an: Allnet KC002-923/271-500 Powerline Phasenkoppler 3 Phasen + LX passiv ALL168x oder den Suche nach 341463

Der Powerline-Adapter dLAN 200 AVpro DINrail von Devolo lässt sich im Verteilerkasten auf die Hutschiene montieren. Es kontaktiert direkt an alle drei Phasen des Stromnetzes, was die Übertragungsleistung im gesamten Stromnetz erhöht. Außerdem verbindet das Gerät zwei durch Stromzähler getrennte Netze als Repeater.

 

Wie Stromkreise für Powerline sperren?

Manchmal möchte man auch bestimmte Stromkreise für das Powerline-Signal sperren. Z.B., wenn man verschiedene Powerline-Netze aufbauen möchte, oder auch die Strahlung in bestimmten Gebäudeteilen minimieren möchte. Hierzu verwendet man einen Sperr-Filter. Auch Sperrfilter müssen von Elektrikern ins Stromnetz eingebaut werden! Passende Powerline-Sperr-Filter erhalten Sie hier.

 


Externe Verweise:

Powerlan – Wikipedia

Powerline-Kommunikation / Powerline Communications (PLC)