Wie funktioniert Dlan / Powerline? – Funktionsweise & Erklärung

Um die Technik verständlich erklären zu können, sind Definitionen und Erläuterungen unverzichtbar. Die Technik der Datenübertragung ist in der Praxis und im Handel mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Begriffen besetzt.

Begrifflichkeiten und Definitionen – die Fakten zu »Wie funktioniert dlan?« und »Wie funktioniert Powerline?«

Dabei handelt es sich sowohl um Synonyme als auch um Akronyme, mit der diese Übertragungstechnik bezeichnet wird. Ein Vergleich mit der Liste lässt die schnelle Orientierung für den Leser zu, ob ein verwendeter Ausdruck oder eine Abkürzung zu dieser Kategorie zählt und damit für ihn relevant ist.

  • Power-LAN
  • dlan (Direct-LAN)
  • Powerline Communication (PLC)

Alle Begriffe stehen synonym für die Technik, ein Netzwerk über die Stromleitung aufzubauen. Der Vorteil dieser Methode ist, dass keine zusätzlichen Verkabelungen notwendig sind. Zudem können die Adapter in jede vorhandene Steckdose innerhalb des Stromverteilernetzes eines Gebäudes gesteckt werden.

Die Mobilität erstreckt sich über alle Räumlichkeiten, die über Steckdosen verfügen, die an einem gemeinsamen Stromverteilungskasten angeschlossen sind. Die Übertragung ist dabei weniger störanfällig als die drahtlosen Verbindungsmöglichkeiten via W-LAN.

Homeplug oder IEEE-1901 – der Standard und die Möglichkeiten oder wie funktioniert dlan?

Der Standard Homeplug bzw. IEEE-1901 ist bei den Adaptern für die Steckdose weit verbreitet. Damit lassen sich die Daten mit einer maximalen Geschwindigkeit von 1200 Megabit pro Sekunde über eine Strecke von bis zu 300 Meter übertragen.

Wie funktioniert Powerline in der Praxis? Wie funktioniert dlan?

Die Powerline basiert technisch auf einer Anlage, die Trägerfrequenzen sowohl modulieren und als auch demodulieren kann. Wichtiger Teil dieser Anlagen sind die Adapter, die einfach in die Steckdose gesteckt werden.

Die Adapter fungieren dabei wechselseitig sowohl als Sender als auch als Empfänger. Die Kommunikation kann dadurch für den beidseitigen Datenverkehr genutzt werden. Im Adapter werden dabei die Trägersequenzen bei Sendung moduliert beziehungsweise beim Empfang demoduliert.

In der Realität sieht das ganze so aus:

Beispiel:

  • Der Router gibt seine Signale mittels Netzwerkkabel an Adapter A.
  • Dieser Adapter moduliert das Signal im Hochfrequenzbereich und speist das nun modulierte Signal in den Stromkreis ein.
  • Von dort wird das Signal an einer beliebigen Stelle im Haus von Adapter B empfangen.
  • Adapter B demoduliert das Signal und überträgt es dann wieder mittels Netzwerkkabel oder Wlan Access Point auf ein Endgerät.

Aufbau Dlan Netzwerk

Technisch gesehen, sind diese Signale für den Stromkreis winzige Störungen, welche aber innerhalb der Toleranz liegen.

Wie funktioniert dlan an der Schnittstelle?

Jeder Adapter verfügt über eine Schnittstelle, mit der sich die Endgeräte anschließen lassen. Ein weitverbreiteter Standard ist die Ethernet-Schnittstelle. Die Schnittstelle ermöglicht den Anschluss einer Vielzahl von unterschiedlichen Geräten an den Adapter und damit die Netzwerkanbindung. Beispielsweise verfügen die meisten Personal Computer, viele Drucker und Spielkonsolen über diese Option zur Anbindung.

Wie funktioniert dlan im Hochfrequenzbereich? – die Bandbreite der Möglichkeiten

Die Übertragung der Datensignale innerhalb vom Netzwerk auf die angeschlossenen Endgeräte erfolgt dabei im Hochfrequenzbereich durch die angeschlossenen Adapter in der Steckdose. Diese übernehmen im Prinzip die gleiche Funktion wie ein herkömmliches Modem. Im Allgemeinen liegt die Frequenz hier im hochfrequenten Bereich von 2 bis 68 Megahertz.

Die Elektrotechniker sprechen hierbei von Störfrequenzen innerhalb des Stromnetzes. Die Bandbreite der Frequenzstörungen bleibt dabei innerhalb der Toleranzgrenzen des elektrischen Verteilernetzes, sodass keine nachteiligen Störungen beim Stromnetz zu befürchten sind.

 

Wie funktioniert Powerline im Haushalt? – die private Seite der Technik

Jeder Haushalt verfügt über elektrische Leitungen, die genutzt werden können. Das Hausnetz stellt eine Spannung von 230 Volt Wechselstrom bereit, die mit 50 beziehungsweise 60 Hertz getaktet sind. Mithilfe der Powerline-Adapter lassen sich Daten wechselseitig übertragen.

Dabei werden bekannte Übertragungsverfahren genutzt, die beispielsweise beim W-LAN oder bei den verschiedenen DSL-Varianten eingesetzt werden. Mithilfe von OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing gelingt es, den Sender mit Signalen auf einer Trägerfrequenz zu versorgen.

Die Codierung der einzelnen Signale lässt sich durch das Modulieren der Phasen und Amplituden der Trägerfrequenz erreichen.

 

Wie funktioniert dlan Technik mit Frequenzmultiplexer?

Dieses Frequenzmultiplexverfahren ermöglicht es, die Phasen zu verschieben und die Amplituden in der Höhe zu beeinflussen. Das Frequenzspektrum und die Aufteilung in Kanäle ist vom jeweiligen Übertragungsstandard abhängig.

Hierbei steht die Vermeidung von Störungen im Vordergrund. Verfahren zur Fehlerkorrektur und für das Interleaving helfen, die Anfälligkeit zu minimieren und Ausfälle auf ein erträgliches Maß zu reduzieren. Neue Geräte verschiedener Hersteller setzen auf neueste Verfahren (range+, MIMO) um alle 3 Phasen des Stromnetzes optimal zu nutzen.
Nach der Aufmodulation der Daten auf die Trägerfrequenz können diese über die Stromleitung transportiert und dem Empfänger zugeleitet werden. Die Demodulation beim Empfänger erfolgt nach elektronischer Filterung von der Trägerfrequenz über einen Bandpass.

Wie funktioniert Powerline bei den Übertragungsraten?

Je nach Gerät und eingesetztem Standard werden unterschiedliche Übertragungsraten erreicht. Beim Homeplug-Standard lassen sich Übertragungsraten von bis zu 14 Megabit pro Sekunde erzielen. Beim Homplug-Turbo sind 85 Megabit pro Sekunde möglich. 200 Megabit pro Sekunde erreicht der Homeplug-AV, der Standard nach IEEE 1901 sogar Übertragungsraten zwischen 600 und 1200 Megabit pro Sekunde. Neueste Geräte erreichen bereits Bruttodatenübertragungsraten von 2000 Mbit/s.

Wie funktioniert dlan in der Weite des Raums?

Die Reichweite der Homeplug-Adapter für Stromleitungen erreicht eine Entfernung von bis zu 300 Meter. Interessanterweise sind die beiden unterschiedlichen Geschwindigkeitsstandards miteinander kompatibel: der Homeplug-AV mit 200 Megabit pro Sekunde und der IEEE 1901 mit 600 Megabit pro Sekunde.

Die Stromversorgungsnetze werden mit niedriger Spannung als Drehstromnetze mit drei Außenleitern – sogenannten Phasen – betrieben. Damit lässt sich das Stromnetz Innerhalb von Gebäuden in unterschiedliche Bereiche aufteilen.

Hier lässt sich schnell zeigen, wie funktioniert Powerline in technischer Sicht. Die per Powerline aufmodulierten Daten können theoretisch wie praktisch in jeder Phase der Stromleitung vorhanden sein. Die Funktion eines Dlan / Powerline Netzwerkes, ist somit in praxistauglichen Messungen effektiv nachweisbar und somit auch belegbar.

Wie funktioniert dlan mit Phasen?

Ob nur eine oder mehrere Phasen von der elektrischen Leitung betroffen sind, hängt von den Faktoren vor Ort ab. Sowohl die Länge als auch die Dämpfungseigenschaften der einzelnen Leitungsbahnen sowie vorhandene Störfaktoren zeichnen sich dafür verantwortlich. Anfällig für eine Übertragung im hohen Frequenzbereich sind parallel verlaufende Leitungsbahnen.

Wie funktioniert Powerline bei Störungen?

Typischerweise sind Sicherungskästen und Durchlauferhitzer bauartbedingt für Störungen durch sogenanntes Übersprechen anfällig. Die Signalstärke wird durch die Überlagerung und die damit verbundene gegenseitige Dämpfung deutlich reduziert. In der Folge sind sowohl die Reichweite und die Übertragungsgeschwindigkeit der gedämpften Signale herabgesetzt.

Auch können in der nähe befindliche Netzgeräte wie etwa die eines Laptops zu Störungen des dlan Signals führen. Durch den Einbau eines Phasenkopplers, lässt sich jeweils die ungedämpfte Übertragung der Signale zwischen zwei der drei Phasen realisieren, die Folge sind deutlich erhöhte Übertragungsgeschwindigkeiten sowie erhöhte Resistenz gegen Störungen.

Das Fazit, wie funktioniert Powerline praktisch

Leider lässt sich das in den meisten Fällen erst nach dem praktischen Einsatz individuell resümieren. Nicht jeder findet im dlan / Powerline seine Erfüllung, aber dort wo es erfolgreich zum Einsatz kommt, ist es eine sehr gute Alternative zu den herkömmlichen Netzwerktechniken.

Eine raffinierte Technik, die sich die Eigenschaften und die Bandbreite von Frequenzen zu eigen macht, zeigt eindrucksvoll, wie einfach ein Netzwerk innerhalb älterer Bestandsimmobilien nachgerüstet werden kann. Heute ist die Powerline Technik bewährt und findet Anwendung in vielen Privathäusern aber auch in der Industrie.

 

 

 

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