Steckdose als Zugang zum Internet

Multimedia-Anwendungen wie hochauflösendes Fernsehen (HDTV) oder Video-Streaming und die zunehmende Vernetzung digitaler Geräte innerhalb des Hauses erfordern schnelle, zuverlässige und kosteneffiziente Heimnetze. Die Möglichkeit der Datenübertragung über die Stromleitung – auch als Powerline Communications (PLC) bekannt – macht aus jeder Steckdose einen möglichen Netzzugang, ohne dass neue Kabel verlegt werden müssen.

Heute verfügbare Powerline-Modems nutzen zwei Leiter für die Datenübertragung. In einem gemeinsamen Forschungsprojekt des Instituts für Nachrichtenübertragung mit der Forschungsabteilung der Sony Deutschland GmbH in Stuttgart werden neue „Multiple-Input-Multiple-Output-Verfahren“ (MIMO), eine Übertragungstechnik mit mehreren Sende- und Empfangskanälen, unter zusätzlicher Verwendung eines dritten Leiters untersucht und erprobt. Damit können die Datenrate nahezu verdoppelt und die Übertragungsqualität, die Zuverlässigkeit sowie die Verfügbarkeit deutlich erhöht werden.

Drahtlose Netzwerke wie das weit verbreitete Wireless Local Area Network (WLAN) eigenen sich gut, um mobile Geräte zu vernetzen. Allerdings muss man bereit sein, gelegentliche Einbrüche in der Übertragungsqualität und der Datenrate zu tolerieren. Dies ist bei vielen PC-Anwendungen hinnehmbar. Beim Fernsehen, besonders mit der hohen Auflösung HDTV, benötigt man jedoch eine hohe Datenrate, die über mehrere Stunden konstant und mit guter Qualität verfügbar sein sollte. Auch nehmen im WLAN die Signalstärke und damit die Datenrate durch die Dämpfung von Wänden in Gebäuden ab.

Mit entsprechender Übertragungstechnik kann auch das vorhandene Stromnetz eingesetzt werden, um Datenendgeräte und WLAN-Netzinseln miteinander zu verbinden. Allerdings sind die Stromkabel bekanntlich nicht für die Nachrichtenübertragung ausgelegt. Deshalb ergeben sich große Herausforderungen: Da die Leitungen nicht abgeschirmt sind, können die Daten durch äußere Störungen wie elektrische Geräte und Rundfunksender stark verfälscht werden. Dieser Effekt ist umso größer, je höher die Datenrate gewählt wird. Trotz dieser Beeinträchtigungen erreichen heute käufliche PLC-Modems bereits Datenraten bis zu etwa 200 Megabit pro Sekunde zwischen zwei Steckdosen. Dieser Wert kann jedoch nicht für alle Haushalte und nicht für alle Verbindungen innerhalb eines Haushaltes garantiert werden. Die nutzbare Datenrate ist meist erheblich geringer.

Derzeitige Powerline-Modems nutzen die beiden mittleren Kontakte der Steckdose. In Europa, den USA und in vielen anderen Ländern gibt es zusätzlich den Schutzleiter. Dadurch wird ein weiterer „Übertragungskanal” geschaffen. Die drei Leiter ermöglichen nachrichtentechnisch eine MIMO-Übertragung. Das heißt, es stehen mehrere Sender und mehrere Empfänger zur Verfügung, zwischen denen jeweils ein Übertragungskanal besteht. Falls einer der Übertragungskanäle sehr schlecht wird, übernehmen die anderen Übertragungskanäle die Datenübertragung. Mit diesem Verfahren kann die Datenrate verdoppelt werden. Auch die Übertragungsqualität, die Zuverlässigkeit und die Verfügbarkeit erhöhen sich deutlich wie sich durch Simulationen zeigte. Inzwischen haben die Forscher Prototypen im Labor verwirklicht. Die Weiterentwicklung zu einem Produkt durch die Firma Sony ist für die nächsten Jahre geplant.

Ansprechpartner:
Daniel Schneider,
Institut für Nachrichtenübertragung,
Tel. 685-69208,
e-mail: daniel.schneider@inue.uni-stuttgart.de;
Prof. Joachim Speidel,
Institut für Nachrichtenübertragung