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Netzwerke Schnelle Lösungen für die Heimvernetzung verschiedenster Medien

| Autor / Redakteur: Volker Anders, Dr. Andreas Bluschke * / Margit Kuther

In Fachkreisen ist G.hn, auch als Homegrid-Standard bezeichnet, schon seit Jahren ein Inbegriff für eine neue Haus- und Heimvernetzungstechnologie. Was zu beachten ist, verrät dieser Beitrag.

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Transferraten: Vergleich der Übertragungsgeschwindigkeiten verschiedener Medien (Bild 1)
Transferraten: Vergleich der Übertragungsgeschwindigkeiten verschiedener Medien (Bild 1)
(Bild: Avnet Memec)

In Fachkreisen ist G.hn, auch als Homegrid-Standard bezeichnet, schon seit Jahren ein Inbegriff für eine neue Haus- und Heimvernetzungstechnologie. G.hn ist angetreten, die marktbeherrschende Position der Homeplug-Chiphersteller brechen zu wollen und interoperable Lösungen von mehreren Chipherstellern bereitzustellen.

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Die Besonderheit von G.hn im Vergleich zu Homeplug-Lösungen besteht darin, dass es eine Vielzahl von Chipherstellern gibt und deren Anzahl noch im Wachsen begriffen ist. Eine Vorreiterrolle kommt dabei der Firma Marvell zu, welche bereits Ende 2012 eine standardkonforme Chipsetlösung auf den Markt gebracht hat.

Die Organisation eines G.hn-Heimnetzes

Die folgenden Angaben beruhen im Wesentlichen auf den ITU-T-Empfehlungen G.9960, G.9961 und G.9964. Ein G.hn-Heimnetz ist in Form einer oder mehrerer Domänen organisiert. Ein beispielhafter Aufbau ist in Bild 2 (die Bilder und Tabellen finden Sie in der Bildergalerie) gezeigt.

Eine Domäne enthält Knoten, die mit einem Medium verbunden sind. Die Kommunikation über Domain-Grenzen hinweg erfolgt mithilfe sogenannter Inter-Domain-Bridges (IDB). Ein Knoten einer Domain fungiert als Domain Master (DM). Innerhalb einer Domäne werden gemäß der Empfehlung mindestens 32, maximal 250 Knoten unterstützt, wobei jeder Knoten zur Kommunikation mit mindestens acht weiteren Knoten in der Lage sein soll.

Darüber hinaus existiert die logische Funktion des Global Masters, der die einzelnen Domänen koordiniert. Eine Domäne kann in einer der folgenden drei Betriebsmodi arbeiten:

  • Peer-to-Peer-Mode: Im P2P-Mode wird nur die direkte Kommunikation zwischen zwei Knoten unterstützt. Nur Nachrichten an fremde Domänen laufen über eine IDB.
  • Centralized Mode: In dieser Betriebsart erfolgt die komplette Kommunikation über den Domain Access Point (DAP), der normalerweise gleichzeitig DM ist. Nachrichten über die Domaingrenzen hinweg werden vom DAP an die IDB geleitet. Im Fall eines Fehlers ist zwischen den Domänen keine Kommunikation erlaubt.
  • Unified Mode: Im Unified Mode können zwei Knoten, die keine direkte Kommunikation aufbauen können, mithilfe eines Relays miteinander kommunizieren. Die Verbindung zwischen Domains, die direkt kommunizieren können, erfolgt ohne Relais.

Jede Domäne erstreckt sich über nur ein Medium, allerdings kann ein G.hn-Gerät Interfaces zu mehreren Medien besitzen und damit logisch Mitglied mehrerer Domänen sein. Die Verbindung zu Fremdnetzen, sogenannten Alien Domains wie Internet oder WLAN, wird durch Alien Domain Bridges realisiert. Der Medienzugriff auf das Shared Medium erfolgt im Verfahren Time Division Multiple Access (TDMA).

G.hn unterstützt Qualitiy-of-Service-Anforderungen

Darüber hinaus unterstützt G.hn Qualitiy-of-Service-Anforderungen wie prioritäts- und parameterbasierte QoS. Die QoS-Anforderungen werden auch über Domain-Grenzen hinweg unterstützt. Dieser Funktion kommt in leitungsgebundenen Heimnetzwerken besondere Bedeutung zu, da in Powerline-basierten Netzen das Problem der Inter-Netzwerk-Interferenzen auftritt. Inter-Netzwerk-Interferenzen treten auf, wenn z.B innerhalb eines Mehrfamilienhauses mehrere Powerline-basierte Netze nahe beieinander betrieben werden, die logisch nicht miteinander verbunden sind. Zur Lösung dieses Problems implementiert G.hn eine Neighboring Domain Interference Mitigation (NDIM)-Funktion.

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