Heimnetzwerke über die Stromleitung

Heimnetzwerke über die Stromleitung Mehrere Computer im Wohnhaus oder im Home-Office mit einem einzigen DSL-Anschluss verbinden und dabei keine neuen Kabel vom Keller zum Dachzimmer verlegen zu müssen? Mit Hilfe der HomePlug-Technologie werden die existierenden Elektroleitungen zur Datenübertragung genutzt. Die Aachener devolo AG hat beispielsweise den HomePlug-Adapter MicroLink dLAN für die Stromsteckdose auf den Markt gebracht, mit dem sich beliebig viele PCs komfortabel miteinander vernetzen lassen. In kleineren Büros und Kanzleien – aber auch in Privathaushalten – nimmt die Zahl der Computer permanent zu. Mit der raschen Verbreitung der Highspeed-Internetzugänge auf Basis von DSL (Digital Subscriber Line) und der zeitunabhängigen Abrechnung mit einer Flatrate stellt sich die Frage, wie die Rechner im Haus diesen Breitbandanschluß zusammen nutzen können? „Es gibt aber noch weitere Gründe für die Vernetzung der PCs im Haushalt oder im Büro, etwa der gemeinsame Betrieb eines teuren Laserdruckers, das File-Sharing oder die Durchführung von Multi-User-Spielen“, sagt Heiko Harbers, Geschäftsführer der devolo AG in Aachen. Das junge Unternehmen wurde im vergangenen Jahr von ehemaligen Mitarbeitern der insolventen Elsa AG gegründet, deren MicroLink-Modems mit 15 Millionen verkauften Geräten in Europa immer noch der Marktführer sind, und ist auf Datenkommunikationslösungen für private Endverbraucher und gewerbliche Anwender spezialisiert. Vom Keller bis zum Dachboden Neben den Komponenten für den Aufbau eines leitungsgebundenen Local Area Network (LAN) oder Drahtlos-Lösungen per Wireless LAN bieten die Aachener Experten nun auch eine weitere Technologie für das Homenetworking an: HomePlug mit dem Adapter MicroLink dLAN. Dabei werden die existierenden Stromkabel und -steckdosen im Haus zur Datenübertragung genutzt. Der große Vorteil eines solchen Heimnetzwerkes: Es müssen keine neuen Kabel gezogen werden. Harbers: „Ohne Bohren, Staub und Schmutz werden die vorhandenen Stromsteckdosen zum leistungsfähigen Netzwerk- und Internetanschluss“. Und anders als bei den Wireless-Netzwerken gibt es keine Störungen des Datenempfangs durch dicke Wände oder Betondecken. „Wenn sich der DSL-Anschluss beispielsweise im Keller und das Arbeitszimmer unter dem Dachboden befindet, stößt Wireless LAN häufig an seine Grenzen“, weiß der devolo-Chef. Die HomePlug-Technologie stellt hier eine kostengünstige und komfortable Alternative dar. Das Aufmodulieren von zusätzlichen Frequenzen auf die Stromleitung ist ein bekanntes und bewährtes Verfahren zur Datenübertragung, das bereits vor mehr als 20 Jahren mit den „Babyphones“ genutzt wurde. Heute dient es der Verteilung von Internet- und Netzwerkzugängen im Haus oder Büro. Je nach Dämpfungsfaktor der Elektroinstallation lassen sich Entfernungen von 30 bis 200 Metern überbrücken und beliebig viele Computer anschließen. Zusätzliche Geräte sind nicht notwendig, da durch die in jedem Haus vorhandene Phasenkopplung ein „Übersprechen" stattfindet. Harbers: „Das reicht für die Datenübertragung völlig aus“. Mit der Powerline-Technologie, bei der auch der Internet-Zugang über die Stromnetze der Energieversorger erfolge, sei HomePlug deshalb nicht zu vergleichen. „Damit lassen sich PCs und Notebooks weitab und unabhängig vom Standort des DSL- Hauptanschlusses nutzen, lediglich eine normale Steckdose muss in der Nähe sein“, beschreibt der devolo-Chef die Vorteile. Dank der HomePlug-Technologie könne nun in jedem Raum eines Hauses bequem im Web gesurft, gechattet oder E-Mail abgerufen werden. Und selbst im Garten oder auf der Terasse gibt es nun einen schnellen Internetzugang: Mit Hilfe eines handelsüblichen Elektroverlängerungskabels. Einfache Installation und keine Störungen Die Installation der MicroLink-dLAN-Komponenten ist denkbar einfach: Bis zum Haus, in die Wohnung oder das Büro kommt der Internet-Zugang über die üblichen Telefonleitungen. Das DSL-Modem wird über den dLAN-Adapter mit einem Netzstecker an die nächstgelegene Steckdose angeschlossen und sofort läßt sich jede andere beliebige Stromsteckdose im Haus als Netzwerkzugang verwenden. Dazu muss der PC – je nach Modell – lediglich über ein Ethernet- oder ein USB-Kabel mit einem weiteren dLAN-Adapter verbunden werden, dessen Stecker die Verbindung zum Heimnetz herstellt. Dank automatischem Frequenzwechsel („Orthogonal Frequency Division Multiplexing" – OFDM) wird die Datenübertragung durch aktive und Störungen ins Stromnetz sendende Haushaltsgeräte wie Waschmaschinen, Mikrowellenherde oder Kühlschränke nicht merklich gestört. Über einen Repeater lassen sich die MicroLink-dLAN-Komponenten auch mit einer Wireless-LAN- Infrastruktur nach dem 802.11b-Standard verbinden. „Das ist zum Beispiel dann sinnvoll, wenn in einem Raum eine größere Bewegungsfreiheit gewünscht wird oder etwa ein Notebook nur ab und zu in das Netzwerk integriert werden soll“, erläutert Harbers. Auch die Kommunikation zwischen zwei Drahtlos- Access-Points, die von einer Stahlbetondecke gestört wird, kann so gewährleistet werden. Die Einsatzmöglichkeiten der HomePlug-Technologie gehen jedoch weit über die klassische PC- Vernetzung hinaus: So lässt sich beispielsweise Musik von einem Internet-Radiosender an Lautsprecher in jeden beliebigen Raum übertragen, eine Webcam kann mit einem zentralen Kontrollpanel verbunden werden oder die Fernwartung und -steuerung von intelligenten Haushaltsgeräten ist möglich. Im Bereich Home Automation ist die Steuerung und Konfiguration von Heizungen, Rolläden, Alarmanlagen, Schalterbelegungen oder Beleuchtungselementen über den PC, Internet und Handy denkbar – ebenfalls ohne zusätzliche Kabel ziehen zu müssen. Neuer Standard für hohe Bandbreiten Mit einer maximalen Datenübertragungsrate von 14 Mbit/s und synchronem Up- und Download steht HomePlug den klassischen Ethernet-Lösungen an Leistungsfähigkeit nichts nach und übertrifft den derzeitigen Wireless-Standard WiFi (Wireless Fidelity) für Heimanwendungen. In der Praxis lassen sich – je nach Leitungsqualität – Bandbreiten zwischen 5 und 7 Mbit/s gewährleisten – völlig ausreichend für die Verlängerung des DSL-Anschlusses in jedes Zimmer eines Hauses. Doch die HomePlug Powerline Alliance, zu deren weltweit über 100 Mitgliedern unter anderem Compaq, Intel, Motorola, AMD, Cisco Systems, 3Com, Conexant, Panasonic, SONICblue, Radio Shack, Texas Instruments und Matsushita gehören, hat im vergangenen Herbst bereits einen Nachfolger des aktuellen HomePlug-Standards 1.0 verabschiedet. Spätestens im Frühjahr 2004 sollen Produkte mit der zu ihrem Vorgänger kompatiblen Spezifikation HomePlug AV Übertragungsraten von 100 Mbit/s ermöglichen und einen hohen Quality of Service (QoS) für Multimedia-Anwendungen gewährleisten. „Wir haben den neuen Standard bewußt HomePlug AV – und nicht HomePlug 2.0 – genannt, weil wir künftig ein wesentliches Anwendungsfeld im Bereich der Unterhaltungselektronik sehen“, sagt Tom Reed, Consultant beim Chiphersteller Cogency Semiconductors und Präsident der HomePlug Powerline Alliance. So sieht ein typisches Szenario vor, dass beispielsweise hochauflösende HDTV-Videos (High Definition Television) vom digitalen Fernsehgerät zu einem Personal Video Recorder übertragen und dort gespeichert werden. Die Hausbewohner können dann entscheiden, wo sie sich einen Film anschauen wollen: Egal ob Schlaf-, Wohn- oder Kinderzimmer – das Heimnetz überträgt ihn dann mit HomePlug AV an das entsprechende TV-Gerät. Gleiches gilt für Videos vom DVD-Player oder Musik vom CD- Abspielgerät. Weniger Strahlung und mehr Datensicherheit „Mit neuen Hochleistungschips wird es möglich sein, sehr kompakte HomePlug-Adapter direkt in die Geräte zu integrieren“, erwartet Reed. Eine problemlose Vernetzung von Unterhaltungselektronik unterschiedlicher Hersteller über die Stomkabel im Haus sei dann kein Problem mehr. Heute sind allerdings für den Aufbau eines Heimnetzes noch separate Einzelgeräte notwendig, die etwa die Größe eines Netzteils haben. Die Aachener devolo AG bietet etwa Produktbundles mit jeweis zwei Adaptern an: Das Starter-Kit besteht entweder aus zwei MicroLink dLAN-Ethernet-Adaptern zum Preis von 229,90 Euro oder einem Ethernet- und einem USB-Gerät für 199,90 Euro. Die Geräte basieren auf der PowerPacket-Technik der US-Firma Intellon Corporation, die auch die Grundlage für den HomePlug- Standard 1.0 bei einer Stromspannung von 110 bis 230 Volt und einer Frequenz im Bereich von 50 bis 60 Hertz bildet. Intellon ist der Weltmarktführer bei den HomePlug-Networking-Komponenten und vereint auf seinem INT51X1-Chip USB-, Ethernet- und MII- Schnittstellen mit ADC-, DAC- und AGC-Controllern direkt auf einem Bauelement. „Dadurch sind kostengünstige, kompakte und energiesparende Inhouse-Lösungen möglich geworden, die preislich mit der WiFi-Technologie durchaus mithalten kann“, unterstreicht Intellon- Chef Charles Harris. Neben dem Kostenfaktor und der Übertragungsqualität im gesamten Gebäude sieht er noch zwei weitere Vorteile der Kommunikation per Stromkabel: Datensicherheit und Strahlung. Denn im Unterschied zu drahtlosen Funknetzen, die bei unsachgemäßer Installation relativ einfach von Unbefugten abgehört werden können, wirkt bei HomePlug der Stromzähler im Haus als Sperre und Firewall gegen unerwünschten Zugriff von außen. Harris: „Selbst an den Steckdosen angrenzender Wohnungen kann das Signal nicht empfangen werden“. Zusätzliche Sicherheit bietet bei MicroLink dLAN eine leistungsfähige DES-Verschlüsselung mit 56-Bit-Schlüssel, die per Software aktiviert wird. Damit können auch die MAC-Adressen der Module eingetragen werden, mit denen eine Kommunikation erlaubt ist. Ein weiterer Pluspunkt von HomePlug: Gegenüber der Wireless-LAN-Funktechnologie ist die Belastung durch elektromagnetische Strahlung für die Familie im Haus oder die Mitarbeiter im Büro deutlich geringer.