Sonntag, 20. Oktober 2019

Powerline Erfahrungen und Messungen

Beim Hausbau oder Renovieren haben die Hausleute an sehr viel Sachen zu denken. Leider geht dabei auch der eine oder andere Punkt verloren. Bei mir war's sogar noch schlimmer: Ich hatte den Punkt "Datenverkabelung" schlichtweg ignoriert. Einige Leitungen konnte ich nachziehen, bei anderen Positionen hingegen war dies unmöglich. Also musste ich meinen Kopf mit anderen Technologien aus der Schlinge ziehen: Powerline zog in unseren Haushalt ein.
So wird nun meine Werkstatt samt weiteres Nebengebäude mit dieser Technologie mit Daten versorgt und zusätzlich verfüge ich am ganzen Grundstück über exzellenten WLAN-Empfang.
Ich bezeichne mittlerweile dieses 150 m lange Starkstromkabel als meine Powerline-Teststrecke 😀

Entschieden habe ich mich damals für die Adapter von AVM, da sich diese perfekt in deren Mesh-System integrieren lassen und ich mit meinen anderen Produkten dieser Firmer stets gute Erfahrungen gemacht hatte. Auch wird einem bei der Hotline kompetent geholfen, wie ich letzte Woche festgestellt habe. Das ist leider nicht bei allen Fabrikaten so. Preislich gesehen spielen fast alle Adapter namhafter Hersteller (AVM, Devolo, TP Link, Netgear, ...) in der gleichen Liga, nur auf No-Name Produkte würde ich in diesem Fall aber verzichten.
Meine verwendeten Exemplare: Fritz!Powerline 1260E und  Fritz!Powerline 1220E  gibts auch als Set.
Grundlegendes zu diesem Thema habe ich schon in hier zusammengefasst. In diesen Beitrag will ich meine Erfahrungen nach einem Jahr Nutzungsdauer und zusätzlich Beobachtungen bzw. auch Messdaten niederschreiben.

Meine Recherchen im Internet zu den Datenraten bei diesen Leitungslängen waren eher ernüchternd. Natürlich gibt es Personen, die mit diesen Adaptern experimentierten, auch mit diesen Leitungslängen, nur der konkrete Aufbau und die erzielten Daten waren absolut nicht nachvollziehbar bzw. unterirdisch schlecht. So war meist nicht klar, ob alle Powerliner im selben Stromkreis und auf der gleichen Phase betrieben werden. Ist ein FI-Schutzschalter dazwischen? Welche Geräte laufen nebenbei und sind in der Nähe angeschlossen, sprich behindern die Übertragung? Diese und noch andere Fragen stellten sich mir immer wieder. Trotzdem wurden all diese Konstruktionen als "realitätsnah" bezeichnet.
Für den technischen Laien mag das auch stimmen, aber für mich ist das weit weg von "realitätsnah". Zwei derartige Adapter in X-beliebige Steckdosen zu stecken und dann auf eine überragende Verbindung zu hoffen, mag zwar in einer Wohnung akzeptabel funktionieren, aber will man damit weitere Strecken überbrücken, ist schon ein wenig Know-How erforderlich.
So kommt es dann noch relativ oft vor, dass diese Technologie als "unbrauchbar" bezeichnet wird, wobei die Wurzel des Problems eher beim Anwender zu suchen ist - wie so oft - wobei ich mich persönlich diesbezüglich auch nicht immer als rühmliche Ausnahme bezeichnen kann 😉.

Oftmals hilft es schon, ein Netzwerkkabel einige Meter zu einer anderen Steckdose zu verlegen.
Meine Eltern wollten, so wie ich in diesen Beitrag, auch ein perfektes WLAN auf der Veranda haben, so dass ich ihnen ebenfalls eine Powerline-Verbindung installierte. Steckte ich den Powerline Adapter 1220E direkt beim Router in die Steckdose, kamen an der Veranda noch 125MBit Brutto an. Aber als wir neben dem Telefonkabel ein Netzwerkkabel in den Keller legten, und dann den Adapter in den gleichen Stromkreis wie der auf der Veranda steckten, kamen plötzlich  900MBit/s am 1240E Adapter an. Ein 1260E (2,4 und 5GHz WLAN) wäre bei meinen Eltern übertrieben gewesen, da sie nur  Endgeräte mit 2,4Ghz haben und dieser deutlich günstiger ist als der große Bruder.
Der 1240E, wie auch der 1260E, verfügen im Übrigen, AVM typisch, über eine exzellente WLAN Einheit. So wählen sich die meisten Geräte bei meinen Eltern auf den 30m entfernten Powerline Adapter außerhalb des Hauses ein, als direkt das schwachbrüstige Signal des A1-Routers zu verwenden.


Brutto zu Netto

Bei den Powerline Adaptern wird im AV2 Standard eine brutto Datenrate von 1200MBit/s angegeben. Warum haben dann aber die meisten Adapter nur eine LAN-Steckdose mit 1000MBit oder ein integriertes WLAN mit lediglich 866MBit pro Sekunde?
Die Antwort darauf ist recht simpel. Die angegeben Datenraten sind die Bruttodaten. In diesen Daten sind auch Status-, Korrektur-, Checksumme, Security ... und weiß der Kuckuck noch was für Bits enthalten, die für die reine Datenübertragung nur wenig beitragen, aber für eine korrekte und vor allem sichere Datenübertragung am Stromkabel unabdingbar sind.
Um nun zu den reinen Netto-Daten zu kommen, habe ich mit dem Notebook eine Video-Datei mit 6 GB über die Netzleitung zu meiner NAS (Netzwerkfestplatte) geschickt, wobei diese mit 26MByte/s kopiert wurde.
Der Powerline-Adapter zeigte dabei eine Datenrate von 620MBit/s an.
26MByte/s -> 208Mbit/Sekunde
Bei angezeigten 620Mbit/s (Brutto) wurden die Daten mit etwa 208MBit/s (Netto) übertragen. Das bedeutet daher, dass der netto Datendurchsatz ziemlich genau ein Drittel des brutto Durchsatzes ist.
Bei Powerline Adapter mit 1200MBit/s (AV2 HomePlug-Standard) können deshalb maximal 400Mbit/s (=50MByte/s) Netto übertragen werden.
Das Ganze ist natürlich vom Hersteller unabhängig, da es sich ja um eine standardisierte Übertragung handelt. Größtenteils haben die unterschiedlichsten Adapter-Hersteller auch identische Chips verbaut, weshalb sie auch meist nahezu gleiche Ergebnisse liefern.


Mögliche Datenraten

Nachdem wir dieses Jahr massive Umbauten an unserem Grundstück vornahmen, konnte ich verschieden Szenarien austesten. Als Teststrecke dient eine 80m Kraftstromleitung (das sind 3 Phasen, 1x Neutral und 1x Erde- für die Nicht-Elektriker unter meinen Lesern 😉) welche ca. 55m entlang unserer Grundstücksgrenze unter der Erde liegt. Der Rest, etwa 25m, liegen entlang der Hauswände. An der einen Seite endet das Kabel im Hauptverteilerkasten im Haus (Sicherungskasten, Zählerschrank) und an der anderen Seite wird es zum Verteilerkasten meiner Werkstatt geführt. Von dort geht es einerseits in die Werkstatt (Nebengebäude 1) selbst, und auch in das frisch renovierte Nebengebäude 2 mit einer Leitungslänge von 50m. Vom Hauptverteiler ist dann noch ein Kabel auf die Terrasse gelegt, bei welchen nach etwa 20m der Adapter 1220E das Netzwerksignal ins Stromnetz einspeist. In Summe sprechen wir daher von 150m Leitungslänge.


Szenario 1
Natürlich ist jeder Powerline Adapter von den restlichen Stromkreisen via selbst gebauten Filter (nicht eingezeichnet) entkoppelt .
In der aktuellen Variante ergeben sich folgende Datenraten (Brutto):
Wohnhaus - Nebengebäude 1 (100m): ca. 600MBit/s
Wohnhaus - Nebengebäude 2 (150m): ca. 400MBit/s
Nebengebäude 1 - Nebengebäude 2 (50m): ca. 700MBit/s

Da die Netzleitungen größtenteils unter der Erde verlegt sind, sind die angegeben Werte wegen der Schirmwirkung auch relativ stabil. Anders hat es ausgesehen, als zwischen Nebengebäude 1 und Nebengebäude 2 noch eine Freileitung war.


Szenario 2
Die Freileitung als auch die restliche Verkabelung war zwar etwa 15m kürzer und die maximal möglichen Datenraten auch höher, allerdings waren diese nicht sehr stabil. Warum?
Ganz einfach: die ca. 30m lange Freileitung ist eine perfekte horizontale Antenne, deren empfangene Signale auch die Datenübertragung stören. In der Nacht und vor allem gegen den Morgen hin stiegen die Bitraten an. Tagsüber hingegen brachen diese um 150-200MBit/s absolut zusammen. Selbst die Wochentage spielten eine Rolle.

Wohnhaus - Nebengebäude 1: ca. 400 - 620MBit/s
Wohnhaus - Nebengebäude 2: ca. 250-450MBit/s
Nebengebäude 1 - Nebengebäude 2: ca. 600-800MBit/s


Szenario 3
Während der Bauarbeiten hatte Nebengebäude 2 überhaupt keinen Stromanschluss. Auch hier ergab sich eine interessante Datenrate. Kabellänge hier: 100m

Wohnhaus - Nebengebäude 1: ca. 700MBit/s

Obwohl die Leitung zum Wohnhaus die Gleiche ist, ergaben sich in diesem Szenario höhere Datenraten als wenn das Kabel zum Nebengebäude 2 angeschlossen ist. Die zusätzliche Impedanz und Kapazität des Kabels zum Gebäude 2 dämpfen das Signal, so dass es ohne dieses Kabel zu höheren Datenraten kommt.


Alternativen

Natürlich wäre es auch möglich gewesen unser Grundstück mittels WLAN Repeater ab zu decken. Das habe ich auch kurze Zeit so in Betrieb gehabt, allerdings erreichte ich dabei bei weitem nicht die Datenraten, die ich aktuell erreiche. Außerdem lässt sich das WLAN-Signal deutlich leichter stören als dies bei der kabel-gebundenen Übertragung der Fall ist, wenn man nicht gerade eine Freileitung betreibt.


Fazit

Dass die Netto-Datenrate nur etwa ein Drittel der brutto Datenrate im AV2 Homeplug Standard beträgt, ist erstmal ein ernüchterndes Ergebnis. In der Praxis wird das aber eher weniger eine Rolle spielen, solange man dahinter keine Netzwerkfestplatte betreibt, auf die man unentwegt Daten hin und her schreibt. Streamen, Gaming oder gar nur Internetsurfen ist selbst bei weitaus geringeren Bandbreiten problemlos möglich.
Ebenfalls sind über weite Distanzen erstaunlichen Datenraten möglich, wie ich in meinen Beispielen gezeigt habe. Den sehr weit verbreiteten Fast Ethernet Standard (94MBit/s netto) übertreffe ich sogar auf 100m um das Doppelte, was ein erstaunliches Ergebnis ist. Selbst 50m weiter wird dieser noch immer, mit ausreichend Reserve, übertroffen.
Natürlich werden derartige Werte auf diese Entfernung nicht einfach so erreicht. Es erfordert schon ein wenig technisches Verständnis, um adäquate Ergebnisse zu erhalten.
Ein Powerline Adapter ist ein technisch anspruchsvolles Gerät dessen Datenraten extrem von der Umgebung abhängig sind. Das sollte man sich zu Herzen nehmen, bevor man sich derartige Adapter zulegt. Innerhalb eines Hauses oder Wohnung funktionieren sie aber  im Normalfall problemlos.

Weitere Artikel zu diesem Thema:
Outdoor WLAN-Hotspot aus Powerline Adapter bauen
Powerline Adapter optimieren

Keine Kommentare:

Kommentar posten