G.hn-Technik zur Ethernet-Kommunikation

1 km Reichweite bei bis zu 1 Gbit/s Datenrate

1. Dezember 2022, 14:35 Uhr | Bernd Rosenbaum
Gigabit Ethernet Extender mit G.hn-Technologie ermöglichen vernetzte Ethernet-Topologien über Distanzen bis 1 km per Zweidrahtleitung oder Koaxialkabel
Bild 1. Gigabit Ethernet Extender mit G.hn-Technologie ermöglichen vernetzte Ethernet-Topologien über Distanzen bis 1 km per Zweidraht-leitung oder Koaxialkabel.
© Weissblick/stock.adobe.com

Mit der G.hn-Technologie lassen sich die physikalischen Grenzen der Ethernet-Übertragung zumindest in puncto Reichweite verschieben: Über einfache Zweidrahtleitungen können Anwender Distanzen bis 1 km bei einer Datenrate von maximal 1 Gbit/s realisieren.

Egal ob Computer, Automatisierungssteuerung, Überwachungskamera, Verkehrsregelung, Gebäudeautomation oder Haushaltsgeräte: In Zeiten der Digitalisierung wird eine stetig wachsende Zahl unterschiedlicher Geräte an das Ethernet-Netzwerk angeschlossen. Weil der herkömmliche Ethernet-Standard auf typische IT-Anwendungen abgestimmt ist, stößt er in der Industrie immer wieder an seine Grenzen. In einigen Bereichen fordern die Anwender dort längere Kommunikationsstrecken und eine einfache Verkabelungsstruktur. Neue Technologien wie Single Pair Ethernet (SPE), Ethernet-APL, SHDSL oder VDSL2 kommen diesen Anforderungen entgegen. Besonders hervorzuheben ist der junge Standard G.hn, der für die industrielle Nutzung bisher kaum im Fokus stand. G.hn bietet Funktionen und Vorteile, die den Einsatz der Technologie für zahlreiche Anwendungsbereiche interessant machen.

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Komplexe Topologien mit passiven Verbindungen

G.hn ist unter der Bezeichnung des zugehörigen Standards ITU G.996X bekannt. Die Abkürzung G.hn steht für Gigabit Home Networks, was verdeutlicht, dass die Technologie ursprünglich für die Heimvernetzung konzipiert wurde. Die Vorteile von G.hn liegen in einer hohen Datenrate bei zugleich guter Übertragungsqualität auf jeder Leitung. Im Resultat steht den Anwendern ein Standard zur Verfügung, der aufgrund dieser Vorzüge künftig mehr Bedeutung in Industrie-, Infrastruktur- und IoT-Applikationen erlangen wird. Bei G.hn handelt es sich um ein Trägerfrequenzverfahren, das die Datenrate dynamisch an die vorliegende Streckendämpfung anpasst sowie mit einer (Brutto-)Signalrate von bis zu 2 Gbit/s arbeitet. Zudem werden maximale Leitungslängen von 1 km überbrückt. Dieser Wert übertrifft die Reichweite von Standard-Ethernet um den Faktor 10.

G.hn erreicht bei hohen Datenraten Distanzen bis zu 1 km, wobei nur zwei Leitungen nötig sind
Bild 2. G.hn erreicht bei hohen Datenraten Distanzen bis zu 1 km, wobei nur zwei Leitungen nötig sind.
© Phoenix Contact

Junge Ethernet-Technologien wie SPE und APL sehen ebenso wie das klassische Ethernet in ihren Standards eine feste Datenrate bis zu einer definierten Strecke vor. Leitungen, Steckverbinder und Netzwerkgeräte müssen diesen Anforderungen genügen und entsprechend genormt sein. Das erweist sich zum einen als positiv, weil der Standard die jeweilige Datenrate für diese Distanzen garantiert. Zum anderen ist die Interoperabilität von Komponenten verschiedener Hersteller stets sichergestellt. Allerdings bedeutet es auch, dass nicht jede beliebige Reichweite überwunden und nicht jedes Kabel verwendet werden kann. An dieser Stelle bietet G.hn mehr Flexibilität und eignet sich daher bestens für das Retrofit von Anlagen. In puncto Netzwerkstruktur ist G.hn ebenfalls einfacher zu handhaben. Komplexe Topologien sind selbst mit passiven Verbindungen umsetzbar (Bild 2).

Verwendung unterschiedlicher Übertragungsmedien

Gigabit Ethernet Extender für den Anschluss von Twisted-Pair-Leitungen oder Koaxialkabeln
Bild 3. Gigabit Ethernet Extender für den Anschluss von Twisted-Pair-Leitungen oder Koaxialkabeln.
© Phoenix Contact

Das Besondere der Technologie be- steht nicht nur in der Kombination aus Datenrate und großer Reichweite: Mit G.hn lassen sich unterschiedliche Übertragungsmedien wie Twisted Pair, Koaxialleiter oder nicht genutzte Stromkabel verwenden. Die Technologie ermöglicht beispielsweise den Einsatz der vorhandenen Verkabelung, sodass Aufwand und Kosten sinken. Angesichts dessen hat Phoenix Contact die Geräte der Produktserie »Gigabit Ethernet Extender« entwickelt, die die Ethernet- in eine G.hn-Kommunikation transformieren. Die Gigabit Ethernet Extender sind wahlweise mit Anschlüssen für Twisted-Pair-Leitungen auf eine Push-in-Klemme oder mit einer BNC-Buchse zur Anbindung von Koaxialkabeln erhältlich. Immer dann, wenn Ethernet-Verbindungen mehr als 100 m betragen, müssen Anwender andere Lösungen als die übliche LAN-Verbindung finden. Hier bietet sich die G.hn-Technologie als kostensparende Alternative zu Lichtwellenleitern an. Bei Verwendung der bestehenden Kupferkabel lassen sich teure Neuinstallationen vermeiden (Bild 3).


  1. 1 km Reichweite bei bis zu 1 Gbit/s Datenrate
  2. Beibehalten der vorhandenen Verkabelung

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