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Powerline mit Linux: So klappt die Einrichtung

29.06.2016 | 14:50 Uhr |

Mit Powerline erweitern Sie Ihr Netzwerk in Bereichen, wo das WLAN-Funknetz nicht oder unzureichend ankommt und kein Ethernet-Kabel vorhanden ist. Es muss sich nur eine 230-Volt-Steckdose im Raum befinden.

Für Heimnetze stehen drei Übertragungstechniken zur Verfügung: Kabelgebundenes Ethernet, WLAN-Funktechnik und Powerline, auch Power LAN genannt. Powerline nutzt für die Datenübertragung die vorhandenen 230-Volt-Stromleitungen im Haushalt. Jede dieser Techniken hat ihre Vor- und Nachteile. Meist ist es sinnvoll – je nach Größe von Wohnung oder Haus –, eine gemischte Infrastruktur zu verwenden. Ethernet-Kabel verlegen Sie da, wo sie nicht stören, WLAN benötigen Sie für die Anbindung mobiler Geräte und Powerline kommt zum Einsatz, wo die WLAN-Abdeckung nicht ausreicht und Ethernet-Verkabelung zu umständlich wäre.

1. So funktioniert Powerline

Für Powerline benötigen Sie mindestens zwei Adapter. Der eine kommt in eine Steckdose in der Nähe des DSL-Routers oder Kabelmodems und wird per Ethernet-Kabel mit diesem verbunden. Den anderen bringen Sie in der Nähe des Endgerätes unter und verbinden ihn über ein Ethernet-Kabel mit dem PC oder Notebook. Es gibt aber auch Modelle mit eingebauten WLAN-Access-Point und Ethernet-Buchsen.

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Die Adapter arbeiten ähnlich wie ein Modem und verwenden die gleiche Übertragungstechnik wie DSL (OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Auf eine Trägerfrequenz zwischen zwei und 68 MHz, bei älteren Adaptern zwischen zwei und 28 MHz, werden die Signale phasenund amplitudenmoduliert. Die Informationen stecken also in der Frequenz, die in einem festgelegten Bereich variiert (Phase), und in der Auslenkung der Schwingung zwischen einem Minimalund einem Maximalwert (Amplitude). „Orthogonal“ bedeutet, dass das verfügbare Frequenzband in mehrere unabhängige Kanäle aufgeteilt wird, die aber alle gleichzeitig genutzt werden. Kommt es zu Störungen durch andere hochfrequente Geräte, wird der betroffene Kanal nicht mehr verwendet. Unvollständige Datenpakete lassen sich durch Redundanz oder Neuanforderung korrigieren.

Auch mobile Geräte finden über Powerline einen Weg ins Netzwerk. Dafür benötigen Sie einen Powerline-Adapter mit eingebautem WLAN-Access-Point.
Vergrößern Auch mobile Geräte finden über Powerline einen Weg ins Netzwerk. Dafür benötigen Sie einen Powerline-Adapter mit eingebautem WLAN-Access-Point.
© AVM

2. Geräte für Powerline

Im Handel finden Sie Powerline-Adapter von Herstellern wie AVM , Devolo oder Netgear . Unter der Haube gibt es kaum Unterschiede, weil die meisten Geräte identische Chipsätze verwenden, etwa den Qualcomm Atheros QCA7500 Homeplug AV2 MIMO IC . Ausstattung und Softwarebeigaben sind jedoch unterschiedlich.

Aktuelle Geräte entsprechen alle dem Homeplug-Standard, arbeiten also problemlos auch mit älteren Homeplug-Adaptern zusammen. Trotzdem sollten Sie besser bei einem Hersteller bleiben, damit Software und Bedienung einheitlich sind. Es gibt Geräte mit integrierter Steckdose („Pass-Thru“). Die sind sehr zu empfehlen, denn so geht Ihnen kein Stromanschluss verloren, wenn Sie einen Powerline-Adapter einstecken. An die Steckdose des Adapters können Sie ein anderes Gerät oder eine Steckerleiste anschließen.

Für den Einstieg in Powerline sollten Sie zu einem Starterkit mit zwei Adaptern greifen. Weitere Adapter können Sie einzeln nachkaufen. Sie sollten aber nicht mehr als zehn Adapter gleichzeitig im Netz betreiben, weil sonst der Datendurchsatz zu stark sinkt.

Die Adapter sind mit einer oder mehreren Ethernet-Buchsen ausgestattet, die oft Gigabit-Geschwindigkeit liefern. Das ist für AV 500, 600 oder 1200 auch nötig, weil Fast Ethernet (100 MBit/s) nur einen Datendurchsatz von etwa 12 MB pro Sekunde bietet. Wer über das Notebook oder Smartphone ins Netz will, greift zu einem Modell mit integriertem WLAN. Meist gibt es hier zwei Betriebsmodi: die Powerline-Brücke und die WLAN-Brücke. Erstere stellt die Daten aus dem Powerline-Netzwerk per WLAN bereit. Der Powerline-Adapter arbeitet dann wie ein WLAN-Access-Point. Der Schlüssel für den Netzwerkzugang ist in der Regel auf der Geräterückseite zu finden. Er lässt sich aber über eine webbasierte Konfigurationsoberfläche ändern, ähnlich der eines DSL-Routers. Für den schnellen Verbindungsaufbau dient eine WPS-Taste (Wi-Fi Protected Setup) am Adapter. Nachdem Sie diese gedrückt haben, aktivieren Sie WPS auch beim Notebook, Smartphone oder Tablet-PC. Dafür bleibt Ihnen meist eine Frist von zwei Minuten. Die Verbindungsinformationen werden dann zwischen Adapter und Netzwerkgeräten ausgetauscht und gespeichert.

Als WLAN-Brücke arbeitet der Adapter dagegen unabhängig von Powerline und dient als Verstärker für ein vorhandenes WLAN. Das setzt aber voraus, dass die WLAN-Qualität am Montageort einwandfrei ist. Der Vorteil dabei: Sie haben nur ein einziges WLAN, das sich unter nur einer Kennung (SSID) meldet und denselben Schlüssel verwendet. Die Netzwerkgeräte bauen automatisch eine Verbindung zum Powerline-Adapter oder DSL-Router auf, je nachdem welche Signalstärke gerade höher ist.

Drücken Sie den Taster zuerst an einem und dann am anderen Adapter. Damit weisen Sie beiden Geräten dasselbe Zufallspasswort zu.
Vergrößern Drücken Sie den Taster zuerst an einem und dann am anderen Adapter. Damit weisen Sie beiden Geräten dasselbe Zufallspasswort zu.
© Devolo

Optimale Unterbringung: Powerline-Adapter sollten als einziges Gerät in einer Wandsteckdose stecken, nicht an einer Mehrfachsteckdose. Bei Geräten mit integrierter Steckdose können Sie diese dann für Steckdosenleisten verwenden. Bei Verbindungsproblemen oder stark reduzierter Geschwindigkeit entfernen Sie andere Geräte in der Nähe. Manchmal übertragen vor allem Schaltnetzteile von PCs, Druckern oder USB-Festplatten starke Störsignale ins Stromnetz. Verbinden Sie diese dann mit einer weiter entfernten Steckdose.

Datendurchsatz im Netzwerk

Die Leistungsfähigkeit Ihres Netzwerkes hängt von vielen Faktoren ab. Bei WLAN und Powerline variieren die Geschwindigkeiten abhängig von Entfernung und Störeinflüssen. Nur beim Ethernet-Kabel ist die Übertragungsrate fast stabil, solange das Kabel nicht beschädigt ist und Router sowie Netzwerk-Switch einwandfrei funktionieren. Beim WLAN ist zu beachten, dass sich die maximale Geschwindigkeit etwa von WLAN 802.11ac nur erzielen lässt, wenn alle Geräte mitspielen. Aktuelle WLAN-Access-Points senden gleichzeitig mehrere WLAN-Streams und können so im Fünf-GHz-Band auf bis zu 1300 MBit/s kommen. Das kann ein PC aber nur mit einem WLAN-Adapter nutzen, der die drei Streams auch empfangen kann. In Notebooks stecken jedoch oft nur 802.11n-Chips oder 802.11ac-Adapter mit weniger Antennen. Die Übertragungsrate reduziert sich dann entsprechend.

Bei WLAN und Powerline hängt die erreichbare Geschwindigkeit stark von baulichen Gegebenheiten, Störquellen und Entfernungen ab.
Vergrößern Bei WLAN und Powerline hängt die erreichbare Geschwindigkeit stark von baulichen Gegebenheiten, Störquellen und Entfernungen ab.

Wie hoch die Transferrate sein muss, hängt davon ab, für was Sie das Netzwerk nutzen. Browser und Mail lassen sich auch mit 10 MBit/s problemlos nutzen. Beim Streaming hochauflösender Matroska-Videos sind gut 15 MBit/s erforderlich, andere Videoformate begnügen sich mit unter sechs MBit/s. Für Backups auf ein NAS oder häufigen Dateienaustausch mit mehreren GB Größe auf andere PCs kann es hingegen nicht schnell genug gehen.

3. Sicherheit durch Verschlüsselung

Sie sollten das Powerline-Netzwerk unbedingt individuell verschlüsseln. Ein Stromzähler dämpft das Powerline-Signal zwar, verhindert aber meist nicht, dass es über die Stromleitung in eine andere Wohnung übertragen wird. Deshalb sollten Sie Ihr Netzwerk mit einem eigenen Kennwort versehen, entweder per Tastendruck am Adapter oder über die mitgelieferte Software. Viele Adapter nutzen das Passwort „HomeplugAV“, AVM-Adapter besitzen ab Werk ein individuelles Passwort. Den meisten Adaptern weisen Sie einfach per Knopfdruck ein neues Passwort zu: Dazu drücken Sie zunächst an einem Adapter die Verschlüsselungstaste, dann innerhalb eines bestimmten Zeitraums – meist zwei Minuten – am anderen. Der erste Adapter wählt dadurch ein Zufallspasswort, das er an den zweiten weitergibt. Auf diese Weise lassen sich auch weitere Adapter in das neu verschlüsselte Netzwerk einbinden.

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Powerline-Netz aufteilen: Betreiben Sie mehrere Adapter in Ihrem Netzwerk, können Sie durch das Netzwerkpasswort das Stromnetzwerk logisch untergliedern – empfehlenswert, um beispielsweise bei Adaptern mit verschiedenen Tempostandards die Übersicht zu behalten. So könnten Sie etwa die schnellen 500-MBit/s-Adapter zwischen NAS und Fernseher von den 200-MBit/s-Adaptern trennen, die den DSL-Router mit dem Arbeitszimmer-PC verbinden. Dazu müssen Sie die Software verwenden, die dem Adapter beiliegt. Meist gibt es davon nur eine Windows-Version. Eine Ausnahme ist Devolo . Der Hersteller bietet die Verwaltungssoftware Devolo Cockpit auch für Linux an. Das Softwaretool zeigt eine Übersicht aller Adapter des Powerline-Netzwerks. Nun können Sie einzelne Adapter auswählen und mit einem neuen Passwort versehen. Anschließend können nur noch die Adapter mit übereinstimmenden Passwörtern Daten austauschen. Bei der Fehleranalyse in großen Powerline-Netzwerken ist das hilfreich, weil Sie im Softwaretool immer nur jeweils die Adapter des logischen Netzwerks sehen, mit dem der Analyserechner verbunden ist. Tempovorteile bringt das nicht, denn alle Powerline-Adapter teilen sich die physikalische Netzwerkleitung – nämlich das Stromkabel.

Devolo Cockpit zeigt die Powerline- Adapter im Netzwerk an. Über die Software können Sie die Firmware aktualisieren oder Passwörter setzen.
Vergrößern Devolo Cockpit zeigt die Powerline- Adapter im Netzwerk an. Über die Software können Sie die Firmware aktualisieren oder Passwörter setzen.

4. Devolo-Software unter Linux einrichten

Mit dem Devolo Cockpit lassen sich dLAN-Geräte überwachen und konfigurieren. Für den Betrieb der Adapter ist die Software nicht erforderlich. Da die Verbindung nur per Ethernet erfolgt, sind außer dem Treiber für den Ethernet-Adapter im PC keine weiteren Treiber erforderlich.

Laden Sie sich das Installationspaket über www.devolo.de/service/downloads herunter. Sie finden den Download für Linux nach Klicks auf „DLAN Powerline“ und eins der aufgeführten Geräte. Bei Redaktionsschluss hieß die Datei „software-devolo-cockpit-linuxv4- 3-1.run“. Laut Devolo eignet sich das Programm für Ubuntu 14.04 und 15.04 mit 32 oder 64 Bit. Öffnen Sie ein Terminalfenster, in Ubuntu beispielsweise mit Strg-Alt-T, und führen Sie folgende Befehlszeile im Downloadverzeichnis aus:

sudo sh software-devolo-cockpitlinux-v4-3-1.run  

Bei der Installation werden noch einige Software-Pakete nachgeladen. Außerdem werden Sie gefragt, ob Sie der Übermittlung von Informationen zur Übertragungsleistung an Devolo zustimmen oder nicht. Im Ubuntu-Dash finden Sie das Tool dann unter dem Namen „devolo Cockpit“, oder Sie starten es im Terminal:

/opt/devolo/dlancockpit/bin/dlan cockpit-run.sh  

Das Programm zeigt Ihnen die gefundenen dLAN-Geräte an. Bei jedem lässt sich auf der rechten Seite ein Menü einblenden, über das Sie beispielsweise die Firmware aktualisieren oder das Passwort neu setzen. Bei einigen Geräten gibt es auch eine weitergehende Konfiguration, etwa beim dLAN 1200+ WiFi ac. Die lässt sich über das Devolo Cockpit aufrufen, öffnet aber eine Konfigurationsoberfläche im Browser. Der Zugriff darauf ist auch ohne die Software möglich, wenn Sie die URL beziehungsweise IP-Adresse kennen.

Der Adapter dLAN 1200+ WiFi ac besitzt eine eigene Konfigurationsoberfläche, die sich über Devolo Cockpit oder im Webbrowser aufrufen lässt.
Vergrößern Der Adapter dLAN 1200+ WiFi ac besitzt eine eigene Konfigurationsoberfläche, die sich über Devolo Cockpit oder im Webbrowser aufrufen lässt.

Geschwindigkeiten im Netz messen

Um zu sehen, wo Verbesserungsbedarf besteht, sollten Sie die Geschwindigkeiten in Ihrem Netzwerk prüfen. In welchem Bereich sich die Transferrate bewegen sollte, erfahren Sie im Kasten. Mit dem Kommandozeilentool Iperf ermitteln Sie die Leistung Ihrer Netzwerkverbindungen. Iperf funktioniert nach dem Client-Server-Prinzip und erwartet, dass eine Gegenstelle vorhanden ist, auf der Iperf im Servermodus läuft. Sie finden das Tool in den Repositorien aller gängigen Linux-Distributionen. Unter Ubuntu oder Debian installieren Sie es auf zwei Linux-PCs mit diesem Befehl:

sudo apt install iperf  

Auf der Serverseite starten Sie Iperf mit folgendem Befehl:

iperf -s  

Das Tool lauscht nun auf dem TCP-Port 5001. Starten Sie auf einem anderen PC den Test mit dieser Befehlszeile:

iperf -c Server-IP -d  

Ersetzen Sie „Server-IP“ durch die tatsächliche IP-Adresse des Servers. Iperf sendet und empfängt nun zehn Sekunden lang Daten und zeigt anschließend das Ergebnis im Terminal. Der Parameter „-d“ testet simultan den Datendurchsatz in beiden Richtungen. In der Auswertung zeigt der erste Wert die Verbindung vom Client zum Server (Uplink), der zweite den Durchsatz vom Server zum Client.

Mit Jperf messen Sie die Übertragungsrate zwischen zwei PCs. Das Tool gibt die Messwerte als Text aus und liefert eine grafische Darstellung der Bandbreite.
Vergrößern Mit Jperf messen Sie die Übertragungsrate zwischen zwei PCs. Das Tool gibt die Messwerte als Text aus und liefert eine grafische Darstellung der Bandbreite.

Die Bedienung von Iperf wird durch das grafische Front-End Jperf erleichtert. Es zeigt die Messergebnisse in einem Diagramm und vermittelt so einen besseren Eindruck von der Transferrate. perf benötigt eine Java-Laufzeitumgebung. Installieren Sie diese beispielsweise unter Ubuntu mit folgender Befehlszeile:

sudo apt install default-jre  

Laden Sie Jperf herunter. Entpacken Sie das ZIP-Archiv und wechseln Sie im Terminalfenster mit cd in das Verzeichnis, in das Sie Jperf entpackt haben. Starten dann Sie das Script:

sh jperf.sh  

Wählen Sie die Option „Server“, und klicken Sie auf „Run Iperf!“. Auf einem anderen PC im Netzwerk richten Sie Jperf ebenfalls ein. Hier wählen Sie die Option „Client“ und geben dahinter die IP-Adresse des Servers ein. Hinter „Output Format“ stellen Sie „MBits“ ein. Klicken Sie auf „Run Iperf!“. Das Tool zeigt Ihnen die Textausgabe von Iperf an und stellt die Daten in einem Diagramm dar.

Jperf kann auch die Transferraten zwischen einem Windows- und Linux-PCs messen. Starten Sie dazu unter Windows „jperf.bat“ aus dem entpackten ZIP-Archiv. Auch hier ist eine Java-Laufzeitumgebung Voraussetzung. Wenn noch nicht vorhanden, laden Sie diese herunter .

Sind die Transferraten zu gering, bringen Sie die Powerline-Stecker in anderen Steckdosen unter und wiederholen den Test. Reduzieren Sie Störeinflüsse durch andere elektrische Geräte, indem Sie diese vom Stromnetz trennen. Bei Übertragungsproblemen kann auch ein Phasenkoppler helfen, der die Stromkreise im Haus für das Powerline-Signal verbindet. Er kostet etwa 40 Euro und sollte von einem Elektriker im Sicherungskasten montiert werden.

Grundwissen: Alles über Powerline

Geschwindigkeit der Internetverbindung testen: Wenn die Transferraten im LAN ausreichend hoch sind, sollte es auch bei der Internetverbindung keine Probleme geben. Wichtig ist, dass Ihr Netzwerk ein paar MBit/s mehr transportieren kann, als der Internetprovider liefert. Sonst werden Downloads ausgebremst und beim Videostreaming kommt es zu unschönen Aussetzern.

Wie schnell die Internetanbindung wirklich ist, lässt sich nicht objektiv testen. Die Transferrate wird davon bestimmt, was der Provider gerade liefert, aber auch von der Leistung des Testservers. Aber es sind Momentaufnahmen möglich, etwa über www.speedmeter.de . Oder Sie verwenden www.speedtest.net . Hier haben Sie die Wahl zwischen mehreren Testservern an unterschiedlichen Orten. Probieren Sie verschiedene Server aus, um ein durchschnittliches Leistungsbild zu erhalten.

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