Heimvernetzung über die Stromleitung: Facebook auf dem Fernsehgerät

Nicht mehr nur Computer und Notebooks schreien nach einer Verbindung ins Internet – auch AV-Receiver, Fernsehgeräte, Spielekonsolen oder Blu-ray-Player wollen online gehen. Häufig ist die Vernetzung per Kabel im Wohnzimmer nicht möglich und der WLAN-Empfang hinter der Heimkinoausstattung schlecht – dann kommt Powerline ins Spiel, die Datenübertragung über die Stromleitung. Wir erklären die Technik und vergleichen zwei Geräte von Netgear und Devolo.

Internetfähige Fernsehgeräte sind der Top-Trend in der Unterhaltungselektronik, sagte Ralph Haupter, Chef von Microsoft Deutschland, am 17. Juli 2011. Der Umsatz mit den so genannten Hybrid-TV-Geräten, auch Connected TV oder Smart TV genannt, steige in diesem Jahr um rund 44 Prozent auf fast 3,5 Milliarden Euro, gab der Hightech-Branchen-Verband BITKOM bekannt. Gut die Hälfte der Besitzer schließt ihre intelligenten Fernseher auch schon an das IP-Netzwerk an, schätzt BITKOM.

Möglichkeiten der Vernetzung

Aber wie? Das klassische Ethernet-Kabel garantiert die sicherste, zuverlässigste und Durchsatz-stärkste Heim-Vernetzung. Switches bis 100 MBit/s gibt es ab 10 Euro. Gigabit-LAN-Equipment bis 1000 MBit/s ist ebenfalls erschwinglich. Damit kann man 600 bis 900 MBit/s an Nutzdaten übertragen – ausreichend für dutzende Full-HD-Videostreams zur gleichen Zeit. Nur leider kostet das Verlegen der Ethernet-Kabel viel Zeit und Mühe. Wenn der Hausmann zwei linke Hände hat, muss ein Handwerker kommen, um Löcher durch Decken und Wände zu bohren oder Kabel-Kanäle in Boden und Wände zu fräsen. Da kommen schnell drei- bis vierstellige Eurobeträge für Arbeitslöhne zusammen. Das reine Material ist im Vergleich dazu kaum der Rede wert. Nur wenige Häuser wurden schon im Bau mit genügend Leerkanälen für die Heimvernetzung ausgestattet. Und die Alternative, das “frei verlegte” Kabel unter Türstöcken und Teppichen, kommt bei vielen Familien aus ästhetischen Gründen nicht infrage.

Das drahtlose Netzwerk alias Wireless LAN nutzt die Luft als Trägermedium. WLAN eignet sich besonders für die Vernetzung mobiler Geräte wie Smartphones, Tablets und Notebooks. Fast alle diese Geräte haben WLAN ab Werk eingebaut. Auch stationäre Fernsehgeräte, PCs, Gaming-Konsolen, Blu-ray-Player und lokale Speichersysteme haben den Funk häufig an Bord oder sind mit einem USB-Stick leicht nachrüstbar. Die Übertragungsgeschwindigkeit über die Luft ist allerdings signifikant langsamer. Wenn auf der Schachtel des WLAN-Routers beispielsweise 300 MBit/s steht, dann rasen die Nutzerdaten im echten Leben mit gerade mal einem Drittel oder der Hälfte der angegebenen Geschwindigkeit durch den Äther. Und das auch nur, wenn WLAN-Endgeräte samt WLAN-Router im gleichen Raum funken. Hinter der ersten Stahlbetonwand – oder dem Fernseher – kommt noch weniger an.

Die dritte Alternative hört auf den Namen PowerLine Communications, kurz PLC. Sie nutzt die normalen 230-Volt-Stromleitungen von Wohnung oder Haus zur Übertragung von Daten. Im einfachsten Falle läuft ein Netzwerkkabel bis zu einem Ethernet-to-Powerline-Adapter, der in der Steckdose steckt. Dieser Adapter treibt nun Daten, Musik, Fotos und Filme über die Stromleitung an alle anderen Steckdosen der Wohnung. Dort kann ein zweiter Adapter den Datenstrom wieder abgreifen und dem Zielgerät wieder mit einem ganz normalen LAN-Kabel zuführen.

 

Heimvernetzung mit Powerline: Das Internet läuft über die Stromleitung vom Router zum Fernseher. Grafik: Devolo.
Heimvernetzung mit Powerline: Das Internet läuft über die Stromleitung vom Router zum Fernseher. Grafik: Devolo.

 

Powerline: Internet aus der Steckdose

Alternativ gibt es auch PLC-Adapter mit eingebautem WLAN-Hotspot. Sie binden mobile Geräte wie Smartphones oder Tablets, aber auch stationäre Computer oder Fernseher, auf den letzten Metern kabellos in die Vernetzung ein.

Ältere Powerline-Produkte mit Geschwindigkeiten von 14 und 85 MBit/s waren schon 2010 bei vielen Herstellern im Abverkauf. Da sie üblicherweise nicht mit neueren und schnelleren Geräten kompatibel sind, sollte man bei einer Neuanschaffung lieber einen Bogen darum machen.

Powerline-Adapter mit einer nominellen Geschwindigkeit von 200 MBit/s (brutto) erreichen in der Realität Werte zwischen 60 bis 90 MBit/s (netto) auf sehr kurze Distanz. Ist die Stromleitung 20 Meter lang, dann sind 20 MBit/s noch ein realistischer Wert für den Nettodurchsatz. Das ist üblicherweise ausreichend für einen Video-Stream in Full-HD-Auflösung und guter Qualität. Wer mit zwei PLC-Adaptern beispielsweise nur seinen DSL-6000-Anschluss vom Keller bis zum Fernseher im Wohnzimmer oder zum PC im Arbeitszimmer transportieren will, kommt mit 200-MBit-Adaptern aus. Schnellere VDSL-Verbindungen mit 25 oder 50 MBit/s würden von diesen Adaptern aber schon ausgebremst werden.

Belkin hat schon Ende 2009 mit seinem ersten Gigabit-Powerline-Adapter die offiziellen Geschwindigkeiten der aktuellen WLAN-Verbindungen nach dem n-Standard übertrumpft. Auf sehr kurze Distanz haben wir in der Praxis tatsächlich beeindruckende 118 bis 272 MBit/s gemessen, aber schon bei 20 Meter langen Stromleitungen lag der Wert mit 25 bis 35 MBit/s bereits unter den schnellsten 200-MBit-Adaptern von Devolo und MSI. Außerdem wird das Belkin-Gerät im Betrieb so heiß, dass sich eine zufällige Berührung unangenehm anfühlt.

Anfang 2011 ist mit dem Netgear Powerline AV 500 Adapter Kit XAVB5001 nun das erste PLC-Pärchen der neuen Generation mit 500 MBit/s auf dem deutschen Markt erschienen. Inzwischen ist der große Bruder mit integrierter Steckdose an der Vorderseite als Netgear Powerline AV+ 500 Adapter-Set XAVB5501 erschienen. Ein sehr ähnlicher PLC-Adapter – ebenfalls mit Zusatz-Steckdose – kommt von Devolo als dLAN 500 AVplus Starter Kit. Messdaten folgen weiter unten.

Genaue Marktzahlen sind schwer zu bekommen. Zu den bekannteren Anbietern gehören AllnetBelkin,ConradDevoloD-LinkDeutsche TelekomLinksys by CiscoMSINetgear und ZyXEL. Devolo gilt vor allem hierzulande als Marktführer, aber auch weltweit scheint das Unternehmen laut Pressesprecher Christoph Rösseler vorne zu liegen. Der FRITZ!Box-Macher AVM aus Berlin hat zur CeBIT 2011 sein erstes PLC-Pärchen FRITZ!Powerline 500E mit nominal 500 MBit/s angekündigt, konnte es bis Testschluss vor vier Wochen aber nicht liefern. Grund: Laut Auskunft von Marktbegleitern hat AVMs Powerline-Lieferant MSI das 500-MBit/s-Gerät noch nicht fertig. AVM kommentiert das nicht.

 

Elemente eines typischen Powerline-Adapters (Bild: Harald Karcher).
Elemente eines typischen Powerline-Adapters (Bild: Netgear).

 

500 MBit schneller als 1000 MBit?

Durch eine möglichst präzise Standardisierung werden die Produkte verschiedener Hersteller zueinander kompatibel. Davon profitiert natürlich der Verbraucher, der unterschiedliche Powerline-Adapter kombinieren kann. Die Hersteller hingegen dürfen sich über schnelleres Wachstum freuen. WLAN ist dafür ein gutes Beispiel: Die Standards nach IEEE802.11a und b waren eine Voraussetzung für den Boom der kabellosen Übertragungstechnik seit 2001.

Die meisten aktuellen 200-MBit/s-Powerline-Adapter entsprechen den HomePlug-AV-Spezifizierungen. Die beiden jüngsten 500-MBit-Adapter Devolo dLAN 500 AVplus und Netgear Powerline AV+ 500 XAV5501 entsprechen den erweiterten Spezifikationen HomePlug AV2. Beide PLC-Adapter haben den Chipsatz AR7400 von Atheros unter der Haube, der dem zweiten Entwurf des Powerline-Standards IEEE 1901 entsprechen soll. Laut Angaben des Münchner Instituts für Rundfunktechnik, kurz IRT, nutzt der 1901-Standard ein breiteres Frequenzband (2 MHz bis 68 MHz) als der bisherige HomePlug-AV-Standard (2 MHz bis 30 MHz), wobei die weltweit genutzten UKW-Radiobänder zwischen 76 und 108 MHz laut IRT vermieden werden. Der Atheros AR7400 soll durch effiziente Modulationsverfahren Spitzendurchsatzraten bis über 500 MBit/s möglich machen. 500-MBit-Adapter nach HomePlug AV2 gelten als abwärtskompatibel zu älteren 200-MBit-Modellen nach HomePlug AV. Sie können im Betrieb also gemischt zum Einsatz kommen.

Dagegen setzen die beiden Gigabit-Powerline-Adapter Belkin F5D4078 v1 Play Powerline HD und MSI ePower 1000HD einen Chipsatz namens Gigle GGL541. Er verwendet laut IRT ein breiteres Frequenz-Spektrum von 50 bis 300 MHz und erlaubt nominale Spitzendurchsatzraten bis 882 MBit/s. Die Marketingstrategen runden gerne auf und sprechen gleich von 1000 MBit/s.

Das Institut für Rundfunktechnik (IRT) hat diese beiden Gigabit-Adapter von Belkin und MSI mit dem ersten 500-MBit-Modell Netgear AV500 XAVB5001 verglichen. Auf kurze Distanz über eine 2,3 Meter lange Stromleitung lag der Datendurchsatz des Netgear demnach bei 220 MBit/s. Der Gigabit-Muskelprotz von MSI lag bei 2,3 Metern leicht darüber, der von Belkin leicht darunter. Bei einer 22 Meter langen Stromleitung fiel der Durchsatz des 500-MBit/s-Produktes von Netgear beim IRT auf 105 MBit/s ab. Der Belkin brach aber noch viel stärker auf 70 MBit/s und das MSI-Produkt sogar auf 50 MBit/s herunter. Der Gigabit-Adapter von MSI war auf 22 Meter Distanz also nicht einmal halb so schnell wie das 500-MBit-Produkt von Netgear. Da große Reichweiten in der PLC-Praxis viel wichtiger sind als die Überbrückung einer kurzen Distanz in das Nachbarzimmer oder gar innerhalb des gleichen Raumes, ist ein 500-MBit/s-Produkt à la Netgear oder Devolo im echten Leben für viele User vermutlich wertvoller als ein 1000-Megabit-Kurzstrecken-Sprinter à la Belkin oder MSI.

Stört Powerline den UKW-Empfang?

WLAN-Router funken aus ihren Antennen – ganz im Sinne des Erfinders. Aber auch andere Technologien “funken”: DSL- und LAN-Kabel funken mittels ihrer Kupferdrähtchen. Diese dabei entstehende, unerwünschte Störstrahlung lässt sich mit abgeschirmten Kabeln reduzieren. Powerline-Adapter generieren ebenfalls Funkstrahlung, und zwar aus ihren “Antennen” – der Stromleitung. Und die liegt in der Regel ohne jede Abschirmung unter dem Putz. Auch Stromleitungen verhalten sich wie Sende-Antennen, sobald man hochfrequente Energie darauf gibt. Man versucht deshalb, die Störstrahlung von Powerline in Bereiche zu verlagern, wo es keine andere Nutzung gibt. Hier haben einige PLC-Adapter in der Vergangenheit gepatzt und Grund für kontroverse Diskussionen geboten.

Umfangreiche Messungen des Instituts für Rundfunktechnik mit Sitz im Gelände des Bayerischen Rundfunks in München-Freimann bestätigen den 500-MBit/s-Adaptern von Netgear mit dem Qualcomm Atheros Chipset AR7400 per Januar 2011 wie folgt: “Eine Beeinträchtigung des UKW- und DAB-Empfangs durch den Betrieb der nach HomePlug AV2 (IEEE 1901) operierenden Adapter ist (…) nicht gegeben”.

Dagegen bestätigen die Störstrahlenmessungen des IRT den Gigabit-Produkten von Belkin und MSI, “dass diese Modems im Frequenzbereich 30 MHz bis 305 MHz stärker stören als nach der Norm EN 55022 erlaubt sein wird”. Diese Störungen erkannten beim IRT offenbar nicht nur die Profi-Messgeräte, sondern auch das bloße Ohr der Testexperten Lipfert, Schramm und Wiegel: “Subjektive Hörtests im Nahbereich zu einer datenführenden, ungeschirmten Stromleitung lassen Störungen von UKW-Empfang sowie deutliche Störungen des DAB-Empfangs erkennen, bis zum kompletten Ausfall des Audiosignals.” Wer trotz Powerline-Adaptern einen gepflegten UKW-Empfang genießen möchte, ist im Zweifel mit Netgears 500-MBit-Produkt besser bedient als mit den offenbar leicht überzüchteten Gigabit-Adaptern von Belkin und MSI.

Zwischen-Fazit: Nach Messungen des IRT sind die nominal 1000 MBit/s schnellen PLC-Produkte von Belkin und MSI bei realistischen Heimvernetzungs-Distanzen von 22 Metern Stromleitung nicht einmal halb so schnell wie das 500-MBit-Produkt von Netgear. Außerdem stören die Produkte von Belkin und MSI den UKW-Empfang laut IRT-Messungen ganz erheblich, dagegen stört der Netgear den Radioempfang fast überhaupt nicht. Nachdem das jüngste 500-MBit-PLC-Produkt von Devolo auf dem gleichen Atheros Chipset AR7400 wie das von Netgear basiert, ist auch dort eine geringe Störstrahlung für UKW und DAB aus der Stromleitung zu erwarten.

 

Manche Powerline-Adapter haben die Tendenz, den Rundfunkempfang zu stören (Foto: Harald Karcher).
Manche Powerline-Adapter haben die Tendenz, den Rundfunkempfang zu stören (Foto: Harald Karcher).

 

Speedtest mit 500-MBit-Powerline-Adaptern

Nun testen wir die zwei neuesten 500-MBit-PLC-Adapter mit dem Qualcomm Atheros Chipset AR7400: das Devolo dLAN 500 AVplus Starter Kit und das Netgear Powerline AV+ 500 Adapter-Set XAVB5501.

In einem Vorab-Test ohne PLC-Adapter verbinden wir zwei schnelle Windows-7-Laptops (Dell XPS 15z und Sony VAIO VPC SB) mit SSD-Speicher über zwei jeweils zehn Meter lange Gigabitkabel der Kategorie CAT.5e mit einer AVM FRITZ!Box 7390 vom Mai 2010. Diese Fritzbox-Version hat einen schnellen Gigabit-Switch mit vier Gigabit-Ports. Wir kopieren eine 1 GByte große Datei zwischen den beiden Laptops über den Switch der Fritzbox hin und her. Das klappt je nach Auslastungs-Zustand der beiden Windows-Laptops mit 800 bis 900 MBit/s. Der Gigabit-Switch der AVM FRITZ!Box 7390 und die Gigabit-Ports der beiden Laptops funktionieren also und wirken somit kaum als Bremse in den weiteren Tests.

Test 1 – Kurze Powerline-Strecke: Nun stecken wir zwei Devolo-500-MBit/s-PLC-Adapter in zwei etwa 100 Zentimeter entfernte Steckdosen. Den ersten Devolo-Adapter verbinden wir per Gigabit-Kabel mit dem Sony-Laptop. Den zweiten Devolo-Adapter verbinden wir per Gigabit-Kabel mit der Fritzbox. Der Dell-Laptop bleibt dagegen direkt per Gigabitkabel mit dem AVM-Router verbunden. Über diese kurze 1-Meter-Stromleitung flitzt die Testdatei mit 256 MBit/s. Der gleiche Test, nur mit zwei Netgear-500-MBit/s-Adaptern, bringt eine Geschwindigkeit von 263 MBit/s. Ein minimaler Speedsieg für Netgear also.

Test 2 – Lange Powerline-Strecke: Die Powerline-Adapter stecken jetzt in den beiden entferntesten Räumen einer zweigeschossigen Wohnung. Die Stromleitung ist mehr als 20 Meter lang. Das PLC-Adapter-Pärchen von Devolo treibt die 1-GByte-Datei mit 2,7 MBit/s durch die Leitung, das PLC-Pärchen von Netgear schafft die Strecke mit 3,1 MBit/s. An jeder anderen Steckdose der Wohnung messen wir aber einen höheren Durchsatz, in der Regel deutlich mehr als 20 MBit/s. Das reicht auf alle Fälle für einen Full-HD-Stream in sehr guter Qualität. Selbst mit 3 MBit/s können Videos bei guter Kompressionstechnik auf einem großen TV-Display noch scharf aussehen.

Auch der gemischte Einsatz eines Devolo- und eines Netgear-500-MBit-Adapters funktionierte im Test problemlos. Die Durchsatzraten waren dabei kaum schlechter als mit zwei PLC-Adaptern des gleichen Herstellers.

Beide PLC-Adapter-Modelle erzeugten im Betrieb spürbare Wärme. Der Devolo leitet sie nach hinten in Richtung Wand ab und wurde dort an heißen Sommertagen auch ziemlich warm. Der Netgear leitet die Wärme eher nach vorne in den Raum ab und wurde im Test gut handwarm. Dabei schien keine Sonne auf die Adapter, was man ohnehin unbedingt vermeiden sollte.

Die Ergebnisse von Powerline-Speed-Messungen lassen sich nur sehr grob auf andere Wohnungen übertragen. Sie hängen unter anderem von der Qualität und vom Alter der Stromleitungen ab. Nachbarn, die ebenfalls PLC-Adapter benutzen, können den Durchsatz im ganzen Haus verschlechtern. Auch billige Netzteile in benachbarten Steckdosen können das Stromnetz belasten und den PLC-Durchsatz verschlechtern. Falls möglich sollte man PLC-Adapter auch nur direkt in Wandsteckdosen und nicht in Steckdosenleisten betreiben, weil letztere den Durchsatz ebenfalls verlangsamen können.

Am besten schließt man möglichst viele Geräte im Heim direkt mit einem Netzwerkkabel an einen Gigabit-Router an, denn in Sachen Durchsatz und Zuverlässigkeit eines LAN-Kabels kann weder PLC-500-MBit/s noch WLAN nach 802.11n mithalten. Nur dort, wo das Gigabit-Kabel nicht gut hinkommt, optisch stört, oder nicht mobil genug erscheint, sollte eine Anbindung via PLC oder WLAN erfolgen.

Full-HD-TV an Powerline 500 MBit/s

Der zentrale Fernseher einer Wohnung steht oft im Wohnzimmer an einer Stelle, die schon vom Architekten dafür vorgesehen wurde. Deshalb liegen dort oftmals drei 230-Volt-Steckdosen und zwei Antennenbuchsen für Radio und TV, aber keine Ethernet-Buchse – und genau das ist ein Fall für Powerline.

Testweise verbinden wir die Ethernet-Buchse eines Full-HD-Fernsehers der Marke Philips 40PFL9705K mit eingebautem NetTV-Internet-Browser über einen 500-MBit-PLC-Adapter von Devolo mit der nächstgelegenen Steckdose hinter dem TV-Gerät. Zwei Zimmer weiter hängt eine AVM FRITZ!Box 7390 über einen weiteren Powerline-Adapter ebenfalls an einer 230V-Steckdose.

Der Philips-Fernseher erkennt nun, dass er mit einem Router verbunden ist. Er lässt sich eine passende IP-Adresse von der FRITZ!Box zuweisen.

An der FritzBox ist per Netzwerkkabel ein mit Musikvideos betankter 8-TByte-Netzwerk-Speicher der Marke EMC iomega StorCenter iX4-200d angeschlossen. Ein weiteres LAN-Kabel verbindet die AVM FRITZ!Box 7390 mit VDSL-50 von der Telekom. Auf beide Datenquellen kann der Philips-Fernseher nun zugreifen.

Nach wenigen Klicks auf der Fernbedienung ist der Fernseher mit dem 8-TByte-Netzwerk-Speicher verbunden. Nun können wir mit der Philips-Fernbedienung Musik, Fotos und Videos des entfernten NAS-Speichers auf dem Philips-Flachmann starten. Details finden Sie in der Fotogalerie am Ende des Artikels.

Auch die Webseite von CNET.de kommt ruckzuck auf den Fernseher, nachdem er über die Fritzbox ja mit VDSL 50.000 verbunden ist. Mit DSL 6000 klappt es natürlich ebenfalls. Die mobile Variante von CNET lässt sich mit der Philips-TV-Fernbedienung jedoch leichter, schneller und mit höherer Treffsicherheit bedienen als die Desktop-Version.

Die klare Schrift der CNET-Mobilversion lässt sich am Fernsehgerät sehr gut lesen. Der Tester studiert also einen spannenden Vergleich über zwei Luxushandys von HTC und Samsung direkt auf dem Fernsehdisplay und findet das bequemer als auf einem kleinen Tablet-Display. Das Tablet zieht den Arm auf Dauer ja doch kräftig in Richtung Erdmittelpunkt. Der Fernseher dagegen hängt an der Wand und belastet keinen Muskel.

Natürlich haben Tablets ein paar wichtige Internet-Funktionen, die dem TV-Gerät bis vor kurzem fehlten. Doch kurz vor Testschluss hat Philips sogar Facebook mittels Net-TV an die Wohnzimmerwand gebracht: Ein Grund mehr, moderne Fernseher mittels LAN, WLAN oder Powerline mit dem zentralen Heimvernetzungs-Router zu verkoppeln. Details zu Facebook auf dem Fernseher sehen Sie in der Fotogalerie.

Fazli Kabashi
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