Heimnetzwerk Allgemein

 Begriffe

Nachfolgende Begriffe können bei Unklarheiten nachgelesen werden:
      Bandbreite       Upload       Download

 Heimnetzwerk

Ein Heimnetzwerk ist ein Netzwerk im privaten Haus- oder Wohnbereich, bei dem Computer, Laptops, Drucker und andere Endgeräte wie Smartphones und Spielkonsolen miteinander vernetzt sind.
Smart Home spielt im Heimnetzwerk eine zunehmende Rolle.
Zu Smart Home zählen:

• Hausautomation
  [Beleuchtung, Heizung, Jalousien, Smart TV ...]
• Überwachung Energieverbrauch
• Steuerung von Hausgeräten
  [Saugroboter, Mähroboter, ...]
• Sicherheitstechnik
  [Rauchmelder, Kameras, Bewegungssensoren, ...]

In vielen Haushalten ist ein WLAN- DSL / VDSL-Router vorhanden.
Alle Endgeräte in einem Heimnetzwerk sind mit dem Router verbunden, der die Aufgabe eines Servers übernimmt.
Der Router ist mit dem Internet verbunden und stellt den Dienst „Internet“ für die anderen Geräte zur Verfügung.

Damit bildet ein Router den zentralen Punkt in einem privaten Heimnetzwerk und er kann folgende Aufgaben übernehmen:

• Telefonzentrale
• DSL-Modem [Internetzugang]
• WLAN-Router für mobile Geräte
• Nutzung externe Geräte im Netzwerk
  [Drucker, Festplatte, Medienserver]

Die Funktionalität des Heimnetzwerkes hängt stark von den eingesetzten Komponenten ab. Außer den Hardware-Komponenten zählen auch die vorhandenen DSL-Geschwindigkeiten, der ausgewählte Provider und der Vertrag mit dem Provider dazu.

Über das Heimnetzwerk können Ton-, Bild- oder Video-Filmübertragung zu Streaming-Geräten wie Fernseher oder einer Hi-Fi-Anlage erfolgen.
Es ist möglich Medienserver, NAS oder USB-Platten als Netzwerkspeicher zur Verfügung zu stellen.
Bei der Überbrückung größerer Entfernungen im Wohnbereich können Powerline -Adapter eingesetzt werden.

So könnte ein einfaches Heimnetzwerk aussehen:

Das dargestellte Netzwerk lässt sich um die Funktionen Netzwerkdrucker, USB-Geräte, Smart Home-Geräte usw. erweitern.
Die Steuerung der Smart Home-Geräte erfolgt über entsprechende Apps vom Smartphone aus oder über einen PC.

Für größere Haushalte und Häuser mit mehreren Etagen ist eine Kombination aus WLAN, Gigabit-LAN-Verkabelung und Powerline-Adaptern optimal.
Eine Glasfaserverkabelung wäre natürlich die beste Variante (im Neubau).

 Der Router

Es gibt unzählige Router-Modelle bezüglich der Hersteller, als auch der vorhandenen Funktionen.
Als Hersteller ist hier AVM mit der Fritz!Box führend zu erwähnen, natürlich auch die Router der Telekom, vor allem, wenn man auch einen DSL-Vertrag der Telekom nutzt.
Es gibt Router mit oder ohne WLAN-Funktion und Router, bei denen DSL-Modem, DECT-Telefonanlage und WLAN-Router in einem Gerät integriert sind.

Der Router muß unbedingt die gelieferte Bandbreite [Übertragungsgeschwindigkeit] verarbeiten können, d.h. er selbst darf nicht schon die Engstelle sein [Flaschenhals].

Oftmals bieten die Provider mit einem Vertrag auch einen Router zur Miete an.
Ob man den Router selbst kauft oder mietet muß jeder selbst entscheiden.
Ab dem 1. August 2016 endete der Routerzwang, d.h. der Provider darf nicht mehr vorschreiben, welcher Router eingesetzt wird. Im Fehlerfall liegt natürlich dann die Verantwortung beim Anwender, wenn ein eigener Router eingesetzt wird.
Möchte man einen bestimmten Routertyp als eigenen Router verwenden, sollte diese Frage vorher mit dem Provider geklärt werden.
Die Anmeldedaten vom Provider müssen vorliegen.
Der Kauf eines eigenen Routers kann sich bereits nach 3 Jahren rechnen!

Hinweis:
Seit der Initiative des flächendeckenden Breitbandausbaus mit Glasfaser tauchen scheinbar immer wieder die Probleme auf, daß Provider die Gf-TA [Glasfaser-Teilnehmer-Anschlussdose] und den ONT [Optical Network Termination] als Endbereich ihrer Verantwortung sehen.
Der ONT tauscht mit dem Endpunkt des Providers ständig Daten aus.
    [ Gf-TA und ONT :
      siehe unten unter :Glasfaser-Router]
Bei einem Glasfaser-Router ist das ONT im Router integriert und deshalb machen einige Anbieter "Druck" für einen Miet-Router auf.
Das ist aber nicht zulässig.
Bei der Installation und im Fehlerfall werden hier seitens einiger Provider fehlende Unterstützung und auch höhere Kosten angeführt.
Lesen Sie deshalb in einem neuen Vertrag den Passus über den Einsatz eines eigenen Routers und die Modalitäten im Störfall genau durch.

 Komponenten Heimnetzwerk

Anschlussdose
Je nach DSL-Zugangsart wird wird das Signal für alle gebuchten Dienste an einer Dose innerhalb der Wohnung bereitgestellt.
Die DSL-Zugangsart ist per Vertrag mit einem Provider (Dienstleister) vereinbart.

• Telefondose
  Die Verbindung bis zur Dose ist ein Kupfer 2-Drahtleitung.
  [In vorgelagerten Bereichen, z.B. bis zum Hausanschluss, können durchaus Glasfaserverbindungen verlegt sein.]
• Kabeldose
  Die Verbindung bis zur Dose ist Koaxialkabel.
  [Ein Kabelanschluss ist oft mit der Funktion Kabelfernsehen verbunden. Über diesen Anschluss können aber auch Daten und Telefon übertragen werden.]
• LWL Anschlussdose
  Die Verbindung bis zur Dose ist eine Glasfaserverbindung
  

Als Bindeglied zwischen der Anschlussdose und dem Heimnetzwerk fungiert ein DSL-Router bzw. WLAN-DSL-Router oder ein Glasfaser-Router.

WLAN
WLAN=Wireless Local Area Network     ( Drahtloses lokales Netzwerk )

WLAN ist ein lokales Funknetz und die unkomplizierteste Art der Datenübertragung.
Die Übertragungsleistung im WLAN nimmt aber mit zunehmender Entfernung ab und wird auch stark durch Wände und Mauern beeinträchtigt.
Ein mobiles Gerät (Smartphone, Notebook o.ä.) kann über WLAN mit dem Internet verbunden werden. Damit lassen sich "Mobile Daten" sparen.

 Signalstärke

Sollte die Signalstärke bei WLAN-Verbindungen nicht ausreichen, gibt es viele Möglichkeiten der Reichweitenerhöhung.
Zur Verbesserung der Empfangsleistung an einem weit entfernten Ort vom Router kann man im Heimnetzwerk Repeater [Signalverstärker] oder einen Access Point (Zugriffspunkt) einsetzen.

Access Point
Ein Access Point ermöglicht Geräten per WLAN oder LAN den Netzwerkzugang, auch wenn sie sich weiter weg vom Router befinden.
Der Access Point ist dabei per LAN-Verbindung (Netzwerkkabel) mit dem Router verbunden. Diese LAN-Verbindung kann aber auch als PowerLine-Verbindung aufgebaut sein (siehe weiter unten:PowerLine)

Repeater
Ein Repeater empfängt an einem vom Router entfernten Ort das Funksignal, verstärkt es und stahlt es in seinem Bereich wieder aus.
Damit ergibt sich eine Vergrößerung des gesamten Empfangsbereiches.

PowerLine
Bei dieser Technologie werden die vorhandene elektrische Leitungen im Niederspannungsnetz [220 V-Netz] zur Datenübertragung genutzt. Damit ist keine zusätzliche LAN-Verkabelung notwendig.
Ein Nachteil ist, daß die Qualität stark von den Stromleitungen abhängt. Ein Test scheint hier sinnvoll.
Prinzipieller Anschluss
Ein PowerLine-Adapter wird in eine Steckdose in Routernähe gesteckt. Mit einem RJ-45 LAN-Kabel erfolgt eine Verbindung vom diesem Repeater aus mit einem Port des Routers.
Damit wird das Signal auf die elektrische Verkabelung eingespeist.
An einem beliebigen Punkt im Bereich der elektrischen Verkabelung [z.B. in einem anderen Raum] wird ein weiterer PowerLine-Adapter in eine Steckdose gesteckt.
Auch in diesen diesem Adater wird nun ein RJ-45 LAN-Kabel gesteckt. Dieses LAN-Kabel kann nun z.B. mit der Netzwerkkarte eines PC's verbunden werden. Es wäre auch möglich, hier einen Access Point einzubinden.

Mesh-Funktion
Werden mehrere WLAN-Repeater im Heimnetzwerk eingesetzt, sind möglichst Repeater mit Mesh-Funktion zu verwenden. Mit der Mesh-Funktion erreicht man, daß alle WLAN Mesh-Repeater den gleichen Namen im Netzwerk haben.
Das ist von Vorteil, wenn man sich z.B. mit einem WLAN-Gerät (Smartphone) durch das Haus bewegt, von Etage zu Etage, man bleibt aus der Sicht des WLAN-Gerätes immer im gleichen Netz.
Hinweis:
Gibt es nur einen WLAN-Repeater im Netzwerk, benötigt man die Mesh-Funktion nicht !

Es gibt für alle Situationen Repeater-Modelle, z.B. von AVM, TP-Link, Tenda oder Netgear.

LAN-Kabel

LAN-Kabel übertragen das Signal relativ verlustfrei und sind recht störungsfrei.
Wenn immer die Wahl besteht, sollte man PC's, Smart-TV, Spielekonsolen per LAN-Kabel direkt an den WLAN-Router anschließen.
LAN-Kabel sind auch gut geeignet, das Signal in eine andere Etage zu übertragen und von dort aus per WLAN-Repeater weiter zu verteilen.
Siehe auch : PowerLine Verbindung.

Glasfaser

Glasfaseranschlüsse im Wohnbereich sind sicherlich meistens dem Neubau vorbehalten.
Natürlich gibt es auch FTTH-Anschlüsse im Bestandsbau, wenn die Etagenverteilung im Haus mit Glasfaser möglich ist. Der Bedarf dafür muß natürlich vorliegen.
Mehr zu dem Thema Glasfaser-Anschluss :siehe weiter unten unter :
      DSL-Zugangsart / Glasfaser-Anschluss ]

 DSL-Zugangsart

DSL=Digital Subscriber Line     ( Digitaler Teilnehmeranschluss )

DSL - Telefonanschluss

Über den Telefonanschluss werden bei Bedarf die Dienste Festnetztelefonie, Internetzugang und WLAN-Internetzugang für mobile Geräte bereit gestellt.
Als Bindeglied zwischen der Telefondose und dem Heimnetzwerk fungiert hier ein WLAN-Router bzw. WLAN-DSL-Router.
Die maximale Datenrate liegt bei bis zu 16 MBit/s.
Einige Anbieter bieten DSL-Tarife auf DSL-Basis nicht mehr an.

VDSL - Telefonanschluss

VDSL=Very Digital Subscriber Line     ( sehr schneller Digitaler Teilnehmeranschluss )

VDSL ähnelt sehr dem DSL, ist jedoch weit schneller und kann daher auch mehr bieten, z.B. die Übertragung von Fernsehbildern im hochauflösenden 4K Ultra HD Modus per Streaming.
VDSL wird mit den Downloadgeschwindigkeiten 50, 100 oder 250 MBit/s angeboten.
Mit jedem Meter der Entfernung zum Verteilerkasten des Netzanbieters nimmt die Signalstärke ab, sinkt die mögliche Datenrate.

Kabelanschluss

Über den Kabelanschluss werden bei Bedarf die Dienste HD-Fernsehen, Festnetztelefonie, Internetzugang und WLAN-Internetzugang für mobile Geräte realisiert.
Als Bindeglied zwischen der Kabeldose und dem Heimnetzwerk fungiert hier ein WLAN-Kabelrouter.
Tripleplay bedeutet Internet, Telefon und Fernsehen von einem Anbieter.
Dank modernster Technik können die meisten Kabel-Internet-Anbieter ohne weiteres mit den ultraschnellen VDSL-Angeboten oder sogar dem Glasfaseranschluss konkurrieren.
Downloadraten von 1000 MBit/s sind auch bei Kabel möglich.
Mit jedem Meter der Entfernung zum Verteilerkasten des Netzanbieters nimmt die Signalstärke ab, sinkt die mögliche Datenrate.
Als Anbieter sind hier insbesondere Vodafone, PYUR, eazy und O2 zu nennen.

Glasfaser-Anschluss

Mit einem Glasfaseranschluss kann mit geringstem Energieverbrauch eine schnelle Internetverbindung realisiert werden. Dazu gibt es fast keinen Performanceverlust mit steigender Streckenlänge.
Prinzipiell ist es möglich, Übertragungsraten mit weit über 100.000 MBit/s zu erreichen.
Aktuell bieten die schnellsten Glasfasertarife 1000 MBit/s.
Aber nicht alle als Glasfaserverbindung ausgewiesenen Anschlüsse übertragen auch durchgängig mit Glasfaserkabel. Es können zwischenzeitlich auch andere Technologien [Kupferleitungen] zum Einsatz kommen, die die Übertragungsgeschwindigkeiten reduzieren.

Glasfaseranschlussarten

1. FTTC=Fiber To The Curb
   [ Glasfaser bis zum nächsten "grauen Kasten" auf der Straße ]
   Von der Anschlussdose in der Wohnung bis zum "grauen Kasten" werden andere Technologien genutzt, z.B. über die Telefonleitung oder bei einem Kabelanschluss über das Koaxialkabel.
   Damit wird natürlich die Glasfaser-Geschwindigkeit gemindert und die mögliche Bandbreite kommt nicht an.


2. FTTB=Fiber To The Building
   [ Glasfaser bis in das Gebäude ]
   Die Glasfaserleitung endet im Gebäudeinneren, meist im Keller.
   Die Weiterverteilung in die einzelnen Stockwerke [Wohnungen] erfolgt über andere Technologien, z.B. über die vorhandene Infrastruktur [Telefonleitung, 2x Kupfer oder Koaxialkabel, ...].
   Die mögliche Bandbreite wird auch hier gemindert.


3. FTTH=Fiber To The Home
   [ Glasfaser bis in die Wohnung ]
   Nur bei FTTH spricht man von einem „echten Glasfaser-Anschluss“.
   Die Realisierung im Bestandshäusern [Altbau] kann hier sehr kostenintensiv sein [Baufreiheit!].
   Für einen Neubau gilt:nur FTTH.
   

Hausanschluss / Wohnungsanschluss

Das Glasfaserkabel kann von nächsten "grauen Kasten" auf der Straße bis in ein Wohnhaus als aktiver oder passiver Glasfaseranschluss verlegt werden.

1. AON=Active Optical Network
   [ Aktiver Glasfaseranschluss ]
   Jede Wohnung hat eine separate Leitung bis in den nächsten "grauen Kasten" auf der Straße.
   Die Verkabelung ist ähnlich wie bei Telefonanschlüssen.


2. GPON=Gigabit Passive Optical Network
   [ Passiver Glasfaseranschluss ]
   Vom nächsten "grauen Kasten" auf der Straße wird eine Glasfaser in das Gebäude verlegt.
   Ab dem Verteilerpunkt im Keller des Gebäudes wird das Signal auf alle Wohnungen verteilt.
   Die Verkabelung ist ähnlich wie die bei Kabelanschlüssen.

Glasfaserkabel im Gebäude

Gf-AP
[ Glasfaserabschlusspunkt ]
Das Glasfaserkabel endet in einem Gebäude [Keller] mit dem „Glasfaserabschlusspunkt“.
Diese Bezeichnung ist nicht genormt und unterscheidet sich je nach Anbieter.
Folgende Bezeichnungen tauchen auf:
      - Glasfaserabschlusspunkt (Gf-AP)
      - Hausübergabepunkt (HÜP)
      - Abschluss Punkt Linientechnik (APL)
      - Onebox

Gf-GV
[ Geräteverteiler ]
Vom Glasfaserabschlusspunkt führt das Kabel zu dem Geräteverteiler (Gf-GV). Über den Geräteverteiler erfolgt die Trennung des Glasfaserkabels zu den einzelnen Wohnungen / Etagen / ...
Die Dt. Telekom verbaut aber auch die "Onebox", bei der sich Gf-AP und Gf-GV in einem Verteilerkasten befinden.

Glasfaser-Router

Innerhalb einer Wohnung endet das Glasfaserkabel des Anbieters an der Glasfaser-Anschlussdose [ Gf-TA ].
Die Glasfaser-Anschlussdose ist vergleichbar mit einer DSL/VDSL Telefondose oder einer Kabeldose bei einem Kabelanschluss.
Von der Glasfaser-Anschlussdose geht die Verbindung per Glasfaserkabel zu einem Glasfaser-Modem [ ONT ].
Die Gegenstelle des Internetanbieters kommuniziert per Glasfaser mit dem Glasfaser-Modem. Das Glasfaser-Modem hat auch einen RJ-45 Port über den per Netzwerk-Patchkabel z.B. ein VDSL-Router angeschlossen werden kann.
Einen Überblick gibt die nachfolgende Darstellung mit Glasfaser-Modem und Router.

Nachteil:
Der oben dargestellte Aufbau hat folgende Nachteile:
      - Es werden 2 Stromanschlüsse in Routernähe benötigt

Zwischenzeitlich gibt es auch "Glasfaser-Router".
Beispiele dafür sind von der Telekom der "Speedport Smart 4 Plus" oder von AVM die "Fritz!box Fiber 5590".
Diese Router haben das Glasfaser-Modem gleich mit an Bord, bilden also elektrisch nur ein Gerät.
Damit wird es problematisch.
Das Problem "eigener Glasfaser-Router" ist weiter oben im Komplex "Der Router" beschrieben.
Sehen wir uns zunächst den Aufbau mit einem Glasfaser-Router an.

Mobilfunk-Anschluss per LTE / 5G

Die Datenübertragung erfolgt hier per Funk.
Bei der 4. Generation (LTE) lassen sich bis zu 600 MBit/s erreichen, bei 4G (LTE+) 1Gbit/s und bei 5G /Sub 6) bis zu 10 Gbit/s.
Das ist natürlich auch eine Kostenfrage, wenn es um den mobilen Datenverbrauch geht.
Bei Erreichbarkeit eines WLAN-Routers kann man durch das Verbinden eines mobilen Gerätes mit dem WLAN "Mobile Daten" sparen, falls man im Mobilfunkvertrag eine Datenbegrenzung hat und die WLAN-Übertragungsrate ausreicht.
Trotzdem, Vorsicht im allzu laschem Umgang mit öffentliche WLAN-Netzen!

Satellit

Es gibt auch die Möglichkeit eines Internetanschlusses per Satellit.
Hiermit können immerhin um die 50-100 MBit/s erreicht werden. Es gibt natürlich die Nachteile von hohen Signallaufzeiten und Kosten. Diese Variante kann eher als Notalternative betrachtet werden.

 DSL Tarife

Derzeitig findet man diese Tarife mit den entsprechenden Leistungsdaten, unabhängig vom Anbieter.

Anschluss	max. Download	max. Upload
DSL
DSL 1000	1024 KBit/s	128 KBit/s
DSL 2000	1048 KBit/s	256 KBit/s
DSL 6000	6 MBit/s	0,6 MBit/s
DSL 16000	16 MBit/s	1 MBit/s
VDSL
VDSL 25	25 MBit/s	5 MBit/s
VDSL 50	50 MBit/s	10 MBit/s
VDSL 100	100 MBit/s	40 MBit/s
VDSL 250	250 MBit/s	50 MBit/s
Kabel
Kabel 100	100 MBit/s	6 MBit/s
Kabel 150	150 MBit/s	50 MBit/s
Kabel 500	500 MBit/s	100 MBit/s
Glasfaser
Fiber 100	100 MBit/s	50 MBit/s
Fiber 200	200 MBit/s	100 MBit/s
Fiber 1000	1 GBit/s	500 MBit/s

Erforderliche Bandbreiten

Zur Abschätzung der erforderlichen Bandbreite die nachfolgende Liste.

Dienst		Auflösung	Bandbreite
VoIP	Telefonie		0,1 Mbit/s
Videoanruf	HD		1,5 Mbit/s
Surfen im Web			min. 2 Mbit/s
Downloads	(groß)		min. 16 Mbit/s
Video	SD 360p	640 x 360	0,7 Mbit/s
	SD 480p	854x480	1,1 Mbit/s
	HD 720p	1280x720	5 Mbit/s
	Full HD	1920x1080	8 Mbit/s
	UHD 4K	3840x2160	20 bis 25 Mbit/s
	UHD 8K	7680x4320	30 bis 50 Mbit/s
Blue Ray 3D	UHD 4K	3840x2160	40 bis 50 Mbit/s
Musik Stream			0,32 Mbit/s

Bandbreite der Streaming-Anbieter
[ Netflix, Amazon Video, Disney+, YouTube, RTL+, TV, DAZN, ...]

Auflösung	Bandbreite
HD 720p oder weniger	zwischen 1 und 6 MBit/s
Full HD	zwischen 5 und 8 MBit/s
UHD (4K)	zwischen 15 und 25 MBit/s

 Breitbandmessung [ Speedtest ]

Im Heimnetzwerk sollte schon überprüft werden, welche Übertragungsleistung ankommt.
Ein DSL Speedtest ermittelt die tatsächlich vorhandene Geschwindigkeit vor Ort.
Als Vergleichswerte dienen die vertraglich vereinbarten Werte für den Download und Upload.
Um möglichst unverfälschte Werte zu erhalten wird bei einer DSL-Messung ein PC oder Notebook direkt per LAN-Kabel mit dem Router verbunden.
Siehe :    Breitbandmessung

 Ergebnis

Nach Abschätzung der benötigten Bandbreite, den Ergebnissen der Breitbandmessung und der subjektiven Beurteilung der Schnelligkeit beim Internetzugriff kann der gültige DSL-Vertrag bewertet werden.
Reicht die Bandbreite nicht aus, muß über eine Leistungserhöhung nachgedacht werden, evtl. auch bei einem anderen Anbieter.
Hierbei gilt es aber zu beachten, daß eine höhere DSL-Leistung wenig bringt, wenn der Router bzw. der Mess-PC schon sehr veraltet sind.
Moderne Browser nutzen z.B. die Hardware (Speicher, Grafikkarte, ...) für eine optimale Bearbeitung aus.
Sind diese Voraussetzungen nicht gegeben, werden auch Messergebnisse verfälscht.
Also alles muß schon zueinander passen.
Für den Normalfall ist ein 100 Mbit/s Anschluß ein sehr guter Wert.