Die konzeptionelle Funktion von PowerLine

PowerLine nutzt die Gegebenheit, das sämtliche Leiter einer Phase in einem Stromnetz miteinander verbunden sind, um unkompliziert zwei PowerLine Adapter miteinander zu verbinden und damit einen Netzwerkanschluss auch an Örtlichkeiten zu realisieren, welche anders schwer erreichbar sind. Möchten Sie noch weitere Netzwerkanschlüsse hinzufügen, kann das PowerLine problemlos mit weiteren PowerLine Adaptern erweitert werden. Typischerweise findet sich ein PowerLine Adapter an einer Steckdose in der Nähe Ihres Internet-Routers und wird per Ethernet mit diesem verbunden. Die weiteren PowerLine Adapter im gleichen PowerLine stellen dann wiederum Ethernet Netzwerkanschlüsse bereit und/oder haben einen WLAN Access Point integriert. Geräte mit integriertem PowerLine Adapter existieren zwar, sind derzeitig aber noch rar. Damit wird PowerLine eigentlich immer in Kombination mit Ethernet und/oder WLAN eingesetzt und komplementiert diese beiden Übertragungstechnologien.

Folgende Grafik illustriert den typischen Anwendungsfall von PowerLine.

Das Konzept der Zusammenarbeit mit Ethernet und WLAN ist einfach. PowerLine enkapsuliert den kompletten Ethernet MAC Frame, sendet diesen zu dem Ziel PowerLine Adapter, welcher dann den im PowerLine Frame enthaltenen Ethernet Frame auspackt und weitersendet. Diese Funktionsweise wird auch mit einem integrierten WLAN Access Point beibehalten. Nur das in diesem Fall der entpackte Ethernet Frame von dem WLAN Access Point gleich wieder in einen WLAN Frame gewandelt wird. Siehe Hierzu auch das Kapitel über die konzeptionelle Funktionsweise von WLAN. Damit ist das PowerLine von der logischen Funktion her gesehen sozusagen unsichtbar für angeschlossene Netzwerk- und Endgeräte.

Da sich alle angeschlossenen PowerLine Adapter das Übertragungsmedium Stromnetz miteinander teilen, ergibt sich wieder die Notwendigkeit den Zugriff auf das Stromnetz für das übertragen von Daten zu regeln. Hierzu wurde mit der HomePlug AV Spezifikation die Rolle des “Central Coordinators” (CCO) eingeführt. Idealerweise bekommt der PowerLine Adapter mit den besten Übertragungseigenschaften, relativ zu den anderen PowerLine Adaptern, diese Rolle automatisch zugewiesen. Der Central Coordinator wird dann von allen PowerLine Adaptern mit den notwendigen Daten versorgt, damit dieser eine zeitliche Einteilung der Senderechte vornehmen kann (TDMA Prinzip, Time Division Multiple Access). So kann der Central Coordinator feste Senderechte vergeben, z.B. einem PowerLine Adapter erlauben immer zum gleichen Zeitpunkt (relativ zu einer 50Hz Period des Stromnetzes) für eine bestimmte Zeitdauer zu senden. Das ist vorteilhaft für Endanwendungen welche einen kontinuierlichen Datenstrom senden, wie z.B. Voice over IP oder Video Streaming. Der Central Coordinator kann auch einen bestimmten Bereich im Zeitfenster einer 50Hz Period sperren, um damit friedlich mit einem anderen PowerLine zu koexistieren. Das ist nützlich wenn das PowerLine vom Nachbarn doch bis in die eigene Wohnung reicht. Oder der Central Coordinator kann ein bestimmtes Zeitfenster für den allgemeinen Zugriff freigeben. Alle angeschlossenen PowerLine Adapter können dann frei in diesem Zeitfenster um den Zugriff auf das Stromnetz, nach dem CSMA/CA Prinzip, konkurrieren. Dieses CSMA/CA Zeitfenster wird für Endanwendungen genutzt, welche vergleichsweise zeitunkritisch sind, wie z.B. das Surfen im Internet.

Inwieweit ein PowerLine Adapter Ihnen Einstellungsmöglichkeiten bietet, damit Sie den Zugriffsmechanismus auf das Stromnetz für sich optimieren können oder versucht die Datenströme automatisch zu erkennen und darüber den Zugriffsmechanismus zu regeln, kann sich von PowerLine Adapter zu PowerLine Adapter und Hersteller zu Hersteller unterscheiden. Auch die maximale Anzahl an PowerLine Adaptern innerhalb eines PowerLine Netzwerkes kann sich unterscheiden. Falls diese Punkte für Sie wichtig sind ist es leider notwendig etwas genauer in das Datenblatt Ihres Wunsch PowerLine Adapter zu schauen. Für das übliche Heimnetzwerk mit PowerLine Teilnehmern im einstelligen Bereich sind solche Überlegungen aber meist unnötig.

Notiz: Hersteller von PowerLne Adaptern bewerben auch die Möglichkeit einen einzelnen PowerLine Adapter als WLAN Repeater einzusetzen. In diesem Fall nutzt ein PowerLine Adapter aber nur die unkomplizierte Möglichkeit der Stromversorgung, um die WLAN Repeater Funktion durchzuführen. Ein PowerLine Netzwerk an sich wird mit solch einer Einzelanwendung nicht aufgebaut.

Nächstes Kapitel: PowerLine und das Stromnetz