Powerline im Stromnetz: Was im Verteiler schützt, dämpft das Signal

Auf der Verpackung steht 1200, und das Gerät hält dieses Versprechen sogar — als Bruttodatenrate der Modulation, geteilt durch alle beteiligten Adapter, auf einem Medium, das nur in eine Richtung gleichzeitig senden kann. Was am Netzwerkanschluss ankommt, ist ein Bruchteil davon, und wie groß dieser Bruchteil ausfällt, entscheidet nicht der Adapter, sondern die Hausinstallation.

Das ist die eigentliche Nachricht über Powerline: Die Technik ist nicht schlecht, sie ist nur von etwas abhängig, das niemand für sie gebaut hat. Ein Stromkreis ist dafür ausgelegt, 50 Hertz möglichst verlustarm zu übertragen. Powerline schickt darauf ein Signal mit dem Zehntausendfachen dieser Frequenz.

Das Signal ist Kurzwelle auf einem ungeschirmten Kabel

DIN EN 50561-1 regelt die Funkstöraussendung solcher Geräte und beschreibt ihren Arbeitsbereich: 1,6065 bis 30 Megahertz. Das ist der Kurzwellenbereich — dieselben Frequenzen, auf denen Rundfunk über Kontinente hinweg empfangen wird und auf denen der Amateurfunk arbeitet.

Eine Hausinstallation aus NYM-Leitungen ist nicht geschirmt. Was auf ihr moduliert wird, wird auch abgestrahlt, und was in der Umgebung gesendet wird, koppelt ein. Daraus folgen zwei praktische Konsequenzen. Erstens dürfen Powerline-Geräte bestimmte Frequenzbereiche nicht belegen; die Norm verlangt das Aussparen definierter Bänder, das sogenannte Notching, damit Funkdienste geschützt bleiben. Zweitens ist die Störung keine theoretische Größe: Wer im Haus oder in der Nachbarschaft Kurzwelle empfängt, merkt den Betrieb sofort. Im Konfliktfall ist der Betreiber des störenden Geräts in der Pflicht, und moderne Adapter lassen sich über ihre Konfiguration zusätzlich einschränken.

Umgekehrt gilt dasselbe: Ein Dimmer, ein Schaltnetzteil, eine LED-Leuchte mit billigem Vorschaltgerät oder ein Wechselrichter setzen auf denselben Leitungen Störungen ab, und der Adapter muss damit leben. Wenn die Verbindung abends einbricht, ist meistens ein Verbraucher schuld, nicht die Entfernung.

Die Phasengrenze ist die eigentliche Reichweitengrenze

In einem Einfamilienhaus kommt Drehstrom an, und die Stromkreise sind über drei Außenleiter verteilt: Küche auf L1, Bad auf L2, Arbeitszimmer auf L3. Für das 50-Hertz-Netz ist das eine saubere Lastverteilung. Für ein Hochfrequenzsignal ist es eine Trennwand. Zwischen zwei Außenleitern wird das Signal nur über Streukapazitäten übertragen; Dämpfungen von mehr als 20 Dezibel sind üblich, und 20 Dezibel bedeuten den Faktor hundert in der Leistung.

Deshalb ist die erste Diagnose bei enttäuschendem Durchsatz keine Messung, sondern ein Blick in den Verteiler: An welchem Außenleiter hängt der Stromkreis des Routers, an welchem der des Zielraums? Die Zuordnung steht bei ordentlich dokumentierten Anlagen im Stromlaufplan, sonst lässt sie sich mit einem Phasenprüfer und ausgeschalteten Leitungsschutzschaltern ermitteln.

Die Lösung heißt Phasenkoppler. Das ist ein Bauteil für die Hutschiene, das die drei Außenleiter für den Powerline-Frequenzbereich kapazitiv verbindet und für 50 Hertz getrennt lässt. Der Einbau erfolgt im Verteiler und gehört in die Hand einer Elektrofachkraft. Wo diese Arbeit ohnehin ansteht, lohnt sich die Frage nach dem Gesamtzustand der Anlage — die Punkte dazu stehen im Beitrag zur Modernisierung des Zählerschranks.

Eine zweite Grenze verläuft am Stromzähler. Über einen separaten Zähler hinweg, etwa in ein Nebengebäude, funktioniert Powerline praktisch nicht; warum das so ist und was stattdessen taugt, behandelt der Beitrag zum Netzwerk in Garten und Nebengebäude.

AV2 braucht einen dritten Leiter

Die Generation HomePlug AV, an der sich die Technik jahrelang orientierte, überträgt zwischen Außenleiter und Neutralleiter. HomePlug AV2 führt MIMO ein: Es nutzt die Paare Außenleiter-Neutralleiter, Außenleiter-Schutzleiter und Neutralleiter-Schutzleiter, sendet auf mehreren davon gleichzeitig und gewinnt so den Großteil seines Vorsprungs.

Diese Rechnung setzt voraus, dass an der Steckdose tatsächlich ein Schutzleiter anliegt. In Altbauten mit klassischer Nullung oder in Räumen mit zweiadrig verlegten Altleitungen ist er nicht vorhanden — dann fällt die Verbindung auf den Betrieb ohne MIMO zurück, und ein teures AV2-Paar verhält sich wie ein günstiges AV-Paar. Vor dem Kauf eines AV2-Sets lohnt daher die Kontrolle an beiden Zielsteckdosen mit einem Steckdosenprüfer. Fehlt der Schutzleiter, ist das ohnehin kein Netzwerk-, sondern ein Sicherheitsbefund; siehe den Beitrag zum Hauptpotentialausgleich.

Was schützt, das dämpft

Hier liegt der unangenehme Teil. Eine Steckdosenleiste mit integriertem Überspannungsschutz enthält Varistoren und meist ein Filterglied; beides ist gegenüber Hochfrequenz ein Kurzschluss gegen den Schutzleiter. Ein Adapter in einer solchen Leiste verliert einen erheblichen Teil seines Signals, manchmal die Verbindung vollständig. Deshalb gehören Powerline-Adapter immer direkt in die Wandsteckdose; Geräte mit durchgeschleifter Steckdose und eigenem Filter lösen das Problem für die dahinterhängenden Verbraucher.

Dieselbe Physik wirkt im Verteiler. Ableiter vom Typ 2 und Typ 3 sind kapazitiv gegen den Schutzleiter wirksam und dämpfen mit. Das ist kein Argument gegen sie — der Schutz vor Überspannung ist ungleich wichtiger als ein paar Megabit. Es ist ein Argument dafür, die beiden Themen getrennt zu betrachten und Powerline nicht als Grund zu nehmen, Schutztechnik wegzulassen; wie diese aufgebaut ist, steht im Beitrag zum mehrstufigen Überspannungsschutz. Auch Fehlerstrom-Schutzschalter, Rundsteuersperren und Verbraucher mit starkem Eingangsfilter kosten Pegel; je mehr Schutz- und Filterelemente zwischen zwei Adaptern liegen, desto weniger bleibt übrig.

Vier Watt, die nie ausgehen

Powerline-Adapter laufen rund um die Uhr. Gemessen wurden bei sparsamen Geräten rund 2,2 Watt im laufenden Betrieb, etwa 3 Watt während des Datentransfers und weniger als 1 Watt im Energiesparmodus; andere Modelle liegen deutlich darüber.

Ein Paar mit 2,2 Watt je Gerät kommt auf 4,4 Watt und damit auf rund 39 Kilowattstunden im Jahr. Bei 35 Cent je Kilowattstunde sind das etwa 13,50 Euro jährlich, bei drei Adaptern entsprechend mehr. Das ist kein Ausschlusskriterium, aber es gehört in den Vergleich: Ein fest verlegtes Netzwerkkabel verbraucht nichts, altert nicht und liefert bei jeder Wetterlage denselben Durchsatz.

Achten Sie beim Kauf deshalb auf die Energiesparfunktion und darauf, dass sie sich tatsächlich aktivieren lässt. Adapter, die dauerhaft auf voller Leistung senden, weil eine Gegenstelle nie in den Schlafmodus geht, sind der häufigste Grund für den Unterschied zwischen Datenblatt und Stromrechnung.

Wann Powerline die richtige Wahl ist

Es gibt drei Situationen, in denen Powerline eine sinnvolle Lösung bleibt. Erstens die Mietwohnung, in der keine Leitung verlegt werden darf. Zweitens die einzelne, fest stehende Gegenstelle — Fernseher, Spielkonsole, Drucker —, bei der 100 bis 200 Megabit reichen und Stabilität wichtiger ist als Spitzenwerte. Drittens die Anbindung eines entfernten Zugangspunkts in einem Haus, in dem eine Kabelverlegung erst bei der nächsten Renovierung möglich wird; wie ein solcher Zugangspunkt ausgelegt wird, zeigt der Beitrag zu WLAN-Access-Points.

Nicht geeignet ist Powerline, wo Latenz und Gleichmäßigkeit zählen — bei Telefonie über das Netz, bei Videokonferenzen und überall dort, wo mehrere Geräte gleichzeitig Last erzeugen, weil sich alle Adapter dasselbe Medium teilen.

Gehen Sie vor dem Kauf drei Punkte durch: Liegen Quelle und Ziel auf demselben Außenleiter, hat die Zielsteckdose einen Schutzleiter, und steckt zwischen beiden Punkten eine Filterleiste? Wenn Sie danach immer noch unzufrieden sind, ist die ehrlichste Antwort meistens ein Kabel — was dabei zu beachten ist, steht im Beitrag zur Ethernet-Verkabelung.