Powerline-Zukunft

Powerline-Technologie : Ohne Interoperabilität kein Marktwachstum

Die Interoperabilitätsbremse

Das Fehlen eines gemeinsamen Standards ist einer der Gründe, warum der Markt für Breitband-Powerline-Technologie nicht so schnell gewachsen ist wie das möglich gewesen wäre. Viele Anbieter von Unterhaltungselektronik, die ihre Produkte gerne mit Powerline-Networking-Fähigkeit ausstatten würden, haben auf einen einheitlichen Standard gewartet. Alle hielten IEEE P1901 für die Lösung. IEEE-Standards werden gewöhnlich gut ausgearbeitet, erfolgreich implementiert und geben Verbrauchern eine gewisse Interoperabilitäts-Garantie. Wenn es einen Standard gibt, der Interoperabilität garantiert, so ist es 802.3 (Ethernet). Wireless LAN gemäß IEEE802.11n ist noch nicht ganz soweit, wird es aber in greifbarer Zukunft sein (zumindest die ausgereifte 802.11g-Version). Man nahm an, dass IEEE P1901 die Antwort auf die Probleme der Branche sein würde. Nun, sieht es beinahe so aus, als würde die Branche diese Gelegenheit verpassen. [Stattdessen arbeitet seit 2006 die ITU an einem weiteren Netzwerkstandard für die Vernetzung über Strom-, Antennen- und Telefonleitungen, die sämtliche Bemühungen des IEEE obsolet machen könnten, siehe "Blauhelmeinsatz für Homenetworking" Anm. d. Redaktion]

Die Struktur der IEEE P1901-Arbeitsgruppe ist gekennzeichnet durch ihre Aufteilung in so genannte "Clusters". Eines der Cluster entwirft Vorschläge für "Zugangsapplikationen", ein anderes für "Heimapplikationen" und wieder ein anderes für "Koexistenzmechanismen" zwischen Zugangs- und Heimsystemen. Für den Bereich der vernetzten Unterhaltungselektronik ist der Entwurf für "Heimapplikationen" am interessantesten und wird im Folgenden erläutert. Die Aussagen gelten aber analog auch für den Entwurf für Zugangssysteme.

Doppelt verwirrt besser

Der "Heim-Cluster"-Entwurf, den die IEEE P1901 Arbeitsgruppe im Oktober 2007 ausgewählt hatte, wird jedem Ingenieur, der mit IEEE-Standards vertraut ist, etwas seltsam vorkommen. Das Dokument umfasst nämlich zwei inkompatible Spezifikationen der "Bitübertragungsschicht" (Physical Layer, PHY) und der "Sicherungsschicht" (Data Link Layer).

Die eine Spezifikation beruht auf OFDM-Modulation, die andere hingegen auf Wavelet-Modulation.

Dies bedeutet, dass IEEE-P1901-Produkte, die auf OFDM-Modulation basieren, nicht mit Produkten zusammenarbeiten werden, die auf Wavelet-Modulation basieren. Die Anbieter sind nicht verpflichtet, beide Optionen zu implementieren.

Die gegenwärtige Spezifikation enthält jedoch nicht nur zwei inkompatible Modulationssysteme, sie enthält auch zwei unterschiedliche Vorwärtsfehlerkorrektur-Verfahren (Forward Error Correction – FEC) – eines basierend auf so genannten "Turbo-Codes", das andere auf "Low-Density Parity-Check-Codes" (LDPC). Weitere unnötigerweise in mehreren Varianten enthaltene Elemente der Spezifikation umfassen die Funktionalität, die man traditionell auf oder oberhalb der Sicherungsschicht findet, etwa Mechanismen für Quality of Service (QoS) Management, Sicherheit, MAC Frame Format, TDMA/CSMA Zeit-Allokation oder Multiple Network Operation.

Die fehlende Kompatibilität kann auf Verbraucherseite zu äußerst unerfreulichen Erfahrungen führen. Ein Verbraucher, der ein TV-Gerät kauft, dessen eingebettete Powerline-Technologie auf Wavelet-P1901 basiert, und der zuhause herausfindet, dass es nicht mit dem auf Basis von OFDM-P1901 Powerline arbeitenden Router kompatibel ist, wird nicht unbedingt weiterhin auf Powerline-Technologie setzen. Er wird im Gegenteil entweder den Fernseher, den Router oder gar beides zurückgeben.

Diese Art eines PHY-Doppelstandards verursacht auch Probleme für die Gerätehersteller und Halbleiterfirmen: Wenn ein Halbleiterlieferant sich entschließt, einen P1901-konformen Chip zu implementieren, wird er drei Möglichkeiten haben:

Die OFDM-Version implementieren und mit der anderen Hälfte des Marktes inkompatibel sein, die auf Wavelet basiert
Die Wavelet-Version implementieren und mit der anderen Hälfte des Marktes inkompatibel sein, die auf OFDM basiert
Beide Versionen des Standards implementieren und somit einen teuren und nicht konkurrenzfähigen Chip herstellen, der zweimal soviel Siliziumfläche und zweimal soviel Aufwand erfordert.

Die Probleme, die mit dieser Verfahrensweise einhergehen, beschreibt Mark Hazen von Intellon am Beispiel der Intellon HomePlug AV Chips, die nicht kompatibel mit den firmeneigenen HomePlug 1.0 Chips sind: "Obwohl es möglich ist, ein rückwärtskompatibles Gerät herzustellen, wäre diese Komplexität unerschwinglich teuer für unsere Kunden. Solch ein Gerät müsste die Fähigkeit haben, zwischen Vorwärtsfehlerkorrektur-Verfahren und vielen anderen Leistungsmerkmalen umzuschalten, wodurch die Kosten nicht mehr tragbar wären." Hazen spricht hier über die Kompatibilität zweier Versionen derselben Spezifikation.