Ethernet aus der Steckdose, eine lange angekündigte Technik wird praxisreif. Doch nicht als Zugang zum Internet, sondern zur leichteren Vernetzung in Gebäuden sind die beiden Testgeräte gedacht, die wir unter Linux ausprobiert haben.

Powerline Ethernet, die Computer-Vernetzung über Stromkabel, machte in den vergangenen Jahren immer wieder Schlagzeilen. Mehrere Energieversorger kündigten an, mit der Vernetzung über herkömmliche Stromkabel eine Konkurrenz zu ISDN und DSL als schnellen Internet-Zugang anzubieten. Im letzten Jahr folgte dann der Totalausstieg, inzwischen ist Internet über Stromkabel kein Thema mehr. Die Energieversorger gaben als Gründe meist die hohen Kabellängen, Übertragungsprobleme und hohe Störpegel an.

Die Geräte des kanadischen Herstellers Corinex sind für die Vernetzung im Haus gedacht, haben also einen Großteil der Probleme von “Internet aus der Steckdose” nicht. Bei den PowerNet-Ethernet-Adaptern handelt es sich um externe Geräte mit je einem Netzwerkanschluss und – wen wundert’s – einem Stromanschluss. Die vom Hersteller angegebene Datenrate von 14 MBit/s konnten wir auch unter Laborbedingungen nicht erreichen, doch dazu später mehr. Um das Abhören zu erschweren, werden die Daten mit 56-Bit DES verschlüsselt – kein unlösbares Problem für Angreifer, aber auch nicht leicht zu knacken.

DES-Verschlüsselung

Der Schlüssel muss bei allen Powerline-Geräten eines Netzwerks identisch eingestellt werden, insgesamt kann ein Netz maximal 16 Geräte umfassen. Die dafür nötige Software wird mitgeliefert, ist aber nur Englisch und funktioniert nur unter Windows – die Einrichtung mit VMware scheiterte, der angeschlossene Powerline-Adapter wurde nicht gefunden. Der deutsche Distributor Kraftcom hat für die nahe Zukunft ein Linux-Konfigurationsprogramm angekündigt.

Abbildung 1: Der Schlüssel für die 56-Bit DES-Verschlüsselung muss über ein Windows-Programm für jedes Gerät eingestellt werden. Unter VMware fand das Programm den angeschlossenen Powerline-Adapter nicht

Der Betrieb mehrerer Netze im gleichen Haus ist ebenfalls möglich, je nach Störungen kommen sie sich jedoch ins Gehege und begrenzen die Datenrate gegenseitig. Für die angeschlossenen Computer stellt das Netz aus Powerline-Geräten einen Netzwerk-Hub dar, es ist also völlig transparent und bedarf keiner besonderen Einrichtung.

Schwieriges Übertragungsmedium

Die Datenübertragung im Stromnetz erfolgt mit einer speziellen Modulationsart (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) im Bereich von 4,5 bis 21 MHz, in etwa vergleichbar mit einem analogen Modem. Das Stromnetz birgt allerdings einige Tücken: Das Kabel ist nicht gegen Ein- und Ausstrahlungen geschirmt, Steckdosen und Übergänge sind nur verdrillt oder geklemmt, und Verzweigungen, Verlängerungskabel oder Mehrfachsteckdosen sind an der Tagesordnung. Weitere Störfaktoren sind angeschlossene Geräte: Schaltnetzteile, wie sie bei Computern und Videorecordern üblich sind, Mikrowellenherde und getaktete Kochfelder strahlen Störungen in das Stromnetz ein und belegen ganze Frequenzbänder. Insgesamt denkbar schlechte Voraussetzungen für eine hohe Datenrate.

Anders als die bekannten Wechselsprechanlagen funktionieren die Powerline-Ethernet-Adapter auch in unterschiedlichen Stromkreisen eines Hauses, mitunter sogar über die Grundstücksgrenze hinweg in der ganzen Straße. Corinex gibt 200 m als maximale Reichweite an. Mit zunehmender Entfernung und Anzahl der Leitungsübergänge (Klemmleisten, Sicherungen, Stromzähler, Stecker) nimmt die maximale Datenrate allerdings drastisch ab. Für die Verbindung über Stromkreise hinweg (also bei verschiedenen Phasen) wird das so genannte Leitungsübersprechen ausgenutzt: Bei nebeneinander liegenden Leitungen im Sicherungskasten oder im Hausanschluss wird das hochfrequente Datensignal in die benachbarten Leitungen eingestrahlt. Je länger die Kabel parallel geführt werden, desto stärker ist das Signal in der Nachbarleitung. Für Problemfälle gibt es auch spezielle Phasenkoppler, die vom Elektriker in den Sicherungskasten eingebaut werden und das Signal in hoher Qualität auf allen Leitungen verteilen.

Hoher Datentransfer

Kraftcom lieferte uns zwei Prototypen von Corinex als Testgeräte. Gehäuse und Platine unterscheiden sich nach unseren Recherchen deutlich von den regulär verkauften Geräten, so dass der erste Test nur einen Eindruck von der Powerline-Ethernet-Technik vermitteln kann. Aus diesem Grund haben wir auch auf eine exakte Vermessung von Frequenzgang und Pegel verzichtet, Seriengeräte waren bis zum Redaktionsschluss nicht lieferbar.

Die Datentransferrate war kurz gesagt erstaunlich, auch wenn wir die vom Hersteller beworbenen 14 MBit/s nicht einmal zur Hälfte erreichten. Der Spitzenwert im Hardware-Labor lag bei 859 KByte/s (6,9 MBit/s) mit Notebooks im Akku-Betrieb an zwei direkt benachbarten Steckdosen in einem sonst unbenutzten Stromnetz. In einem Büro-Netz mit etlichen Computern brach die effektive Datenrate auf gut 400 MByte/s ein, während in einem großen Mietskomplex zwischen Wohnung und Tiefgarage gute 650 MByte/s möglich waren.

Problematische Mehrfachsteckdosen

Gift für die Powerline-Verbindung sind Verlängerungskabel, Blitzschutz-Stecker und Mehrfachsteckdosen, besonders mit Schalter. Waren es im Fall des Mietshauses direkt an der Steckdose noch 650 MByte/s, brach die Datenrate hinter einer Dreifach-Steckdose auf 510 MByte/s zusammen – bei einer 8-fach-Steckdose mit Schalter ging gar nichts mehr. Am Besten schließt man die Powerline-Adapter direkt an einer Wand-Steckdose, und den Computer an einer anderen an.

Die Messergebnisse können kaum verallgemeinert werden, wie bei Wireless LAN sind sie nur Momentaufnahmen und von hunderten Faktoren abhängig, und noch dazu handelt es sich bei den hier vorgestellten Geräten um für Tests optimierte Prototypen – wie hoch die Datenrate bei den Seriengeräten ist, muss ein späterer Test zeigen. In einem Fall funktionierte es in der oberen Steckdose noch gut, während in der unteren gar kein Kontakt mehr zustande kam.

Powerline zum Ausprobieren

Tripel bietet die Möglichkeit, für ein paar Euro zwei Testgeräte für einige Tage auszuleihen, um die Situation vor Ort einzuschätzen. Dies ist besonders für Funkamateure und deren Nachbarn wichtig: Die Powerline-Ethernet-Adapter benutzen auch Amateurfunk-Frequenzen, und durch Ausstrahlungen aus dem undefinierten Stromnetz kann der Kurzwellen-Funkbetrieb sehr leicht gestört oder sogar unmöglich gemacht werden. Auch andere elektronische Geräte wie Radios, Verstärker oder Computer-gesteuerte Elektrogeräte sind nicht vor den Einstörungen sicher. Je nach Pegel könnte dies Fehlfunktionen etwa in Videorecordern verursachen, auch wenn wir während des Tests keine Probleme feststellen konnten.

Fazit

Powerline Ethernet ist eine interessante Alternative zu Wireless LAN und kann zumindest im Heimbereich oder in kleinen Büros eine separate Netzwerk-Verkabelung überflüssig machen. Vor dem Einsatz im medizinischen Bereich, etwa in Arztpraxen, sollte aber unbedingt die Verträglichkeit der Powerline-Adapter mit medizinischen Geräten sorgfältig von Sachkundigen geprüft werden.

Die Nachteile der Powerline-Technik fallen ähnlich wie bei Wireless LAN aus: Die Transferrate ist durch die örtlichen Begebenheiten begrenzt, die Daten sind aus großer Entfernung abhörbar, und es kommt keine starke Kryptographie zum Einsatz – dementsprechend empfehlen wir auch bei Powerline Ethernet die Einrichtung verschlüsselter Tunnel, wie in [4] beschrieben. Der Preis bewegt sich mit 130 bis 170 Euro im Bereich von WLAN-Access-Points. Für die nächsten Monate hat Kraftcom Linux-Treiber für die PCI- und USB-Version der Powerline-Adapter angekündigt, dann werden wir wieder über das Thema berichten.

Corinex PowerNet Ethernet Adapter

Hersteller:	Corinex Global ([1])
Bezugsquellen:	Kraftcom ([2]), Tripel ([3])
Anschlüsse:	Ethernet (RJ-45), Strom (Euro-Stecker) für 230 Volt
Datenrate:	14 MBit/s laut Hersteller, gemessen 6,9 MBit/s
Preis	130 bis 170 Euro pro Stück