Hur funkar det? Vår populära bok nu online!
Dator
Nätverk
El/Elektronik
Övervakning
Hembio
TV-teknik

Lokalt trådbundet nätverk

Idag är det vanligt med flera datorer i ett hem. Dessutom finns det troligen också en och annan smartphone som gärna vill ha tillgång till Internet. För att kunna ge alla dessa enheter tillgång till uppkopplingen mot Internet krävs normalt en router (bredbands­delare) som delar upp trafiken - från Internet till det lokala nätverket.

Fördelar med ett hemnätverk

Ett eget hemnätverk har flera fördelar:

  • I ett nätverk finns det möjlighet att dela uppkopplingen till Internet mellan ­anslutna enheter.
  • Det går att upprätta en gemensam plats för dokument och filer, istället för att ha samma uppsättning på flera datorer.
  • Säkerhetskopiering kan skötas mer effektivt i ett nätverk.
  • I ett nätverk går det att använda samma skrivare till flera datorer.
  • Många spel är gjorda för att kunna spelas i nätverk där spelare från olika datorer möter varandra på samma spelplan.

Centrala nav i nätverket

Till hemnätverk finns det tre olika typer av centrala nav att använda sig av; switch, router eller hubb.

Switch

En switch (även kallad switchad hubb) används normalt för att sätta upp ett lokalt nätverk utan Internet. Det är användbart om exempelvis tre datorer ska kunna dela information eller spela mot varandra i ett datorspel. Switchen har dock ingen möjlighet att dela ut en internetuppkoppling till datorerna, vilket gör att de endast kan kommuni­cera med varandra. Det finns visserligen lösningar som gör att en av datorerna kan agera gateway, vilket innebär att den delar ut uppkopplingen till de andra datorerna, men den lösningen används sällan i hemmiljö. Det går likaså att använda en switch som nätverksnav om internetoperatören erbjuder flera IP-adresser. Då delar datorerna inte på internetuppkopplingen utan varje dator får sin egen anslutning (switchen används då bara för att få fler fysiska portar). I de allra flesta hemsammanhang är det dock inte en switch som används som nav i nätverket utan istället en router.

En switch kan användas för att koppla samman datorer

Router

En router (även kallad bredbandsdelare) är normalt den rätta lösningen för att dela ut en internetuppkoppling till flera datorer. Den fungerar som en kombination av gateway och switch. En gateway binder ihop två nätverk (det lokala nätverket och i detta fall ­Internet) och en switch sammanbinder datorerna. Routern kopplas direkt till ­modemet eller stadsnätets nätverksuttag. Den agerar då som en klient/dator ut mot Internet (WAN) samtidigt som den delar ut egna IP-adresser på den lokala sidan (LAN).

Exempel på hur flera datorer kan dela på en internetanslutning med hjälp av en router.

Om internetuppkopplingen har IP-adressen 94.184.92.86 får routern den som sin ­externa IP-adress. Den har samtidigt den interna IP-adressen 192.168.0.1 (192.168.x.x är sifferstammen för ett lokalt nätverk). Datorerna i nätverket får i bildexemplet ovan IP-adresserna 192.168.0.190 respektive 192.168.0.191, vilka de använder när de ­kommunicerar med varandra inne i nätverket. Det finns många fler datorer i världen som har adresserna 192.168.0.190 eller 192.168.0.191, men det gör inget eftersom de adresserna endast används i lokala nätverk och aldrig på Internet. När en av datorerna surfar ut på Internet ansluter de nämligen via gatewayen i routern som i sin tur tar ­trafiken vidare ut på Internet under adressen 94.184.92.86 (helt unik adress).

Det är alltså routern som sköter all kommunikation ut mot Internet. De lokalt anslutna datorerna kan bara säga åt routern vad de vill att den ska göra åt dem. För andra ­datorer på Internet syns inte ens de lokalt anslutna datorerna, utan de kan endast se routern.

ALTERNATIVA ANVÄNDNINGSOMRÅDEN FÖR SWITCHEN

En switch kan även användas i vissa andra sammanhang. Den kan exempelvis användas som en signalrepeterare för att kunna dra en kabel riktigt långa sträckor. Normalt kan en nätverkskabel endast vara 100 m lång. Genom att koppla in en switch efter 100 m går det att dra ytterligare 100 m kabel.

Switchen kan även användas för att utöka antalet portar på en router så att fler datorer (­klienter) kan anslutas. Switchen agerar inte själv som en klient utan vidarebefordrar endast informationen till rätt enhet i nätverket. Det är fortfarande routern som är själva navet i nätverket.

Exempel på hur flera datorer/klienter kopplas samman i ett lokalt nätverk.

Hubb

Ordet hubb kommer från engelskans hub som betyder nav. Att ha en hubb som den centrala delen i ett nätverk är en äldre nätverkslösning. Hubben vidarebefordrar all information till alla enheter som är kopplade till den. Hubben vet inte, till skillnad från switchen, vilka enheter som är vad i nätverket. Detta orsakar ofta datakollisioner och gör nätverket långsammare. Hubben har idag helt fasats ut och ersatts av switchen ­eftersom switchar numera inte är dyrare, vilket de var förr i tiden.

Bind samman nätverket med en router

På en router finns det bara anslutningar för vanlig nätverkskabel, vanligtvis fem stycken. En av dessa (märkt med WAN eller Internet) ska modemet eller nätverks­uttaget i stads- eller fastighetsnätet kopplas till. De övriga fyra portarna representerar den inbyggda switchen och till dem kan datorer/klienter i det lokala nätverket kopplas. Genom att koppla en eller flera switchar till dessa portar, går det enkelt att bygga ut nätverket. En router klarar teoretiskt att hantera över 250 datorer/klienter (trådlöst och trådbundet tillsammans).

Uttagen på baksidan av en router

När allt är inkopplat och konfigurerat kan alla datorer komma ut på Internet och dessutom prata med varandra för att dela filer och kringutrustning såsom skrivare.

Triple Play

Ett triple play-modem är grundstenen i ett ADSL-abonnemang för Internet, IP-telefoni och IPTV. Modem av denna typ förväxlas ofta med modem med inbyggd router, då båda produkterna har en telefonanslutning och fyra nätverksportar på baksidan. Av de fyra nätverksportarna är det dock bara en som används för datorer på triple play-modemet. De andra portarna är reserverade för en digital-TV-box och en IP-telefon (den sista ­porten är reserverad för framtida tjänster.) För att kunna ansluta fler än en dator ­behövs, precis som med ett vanligt modem, en router. Läs mer om detta här.

Vissa triple play-modem har en inbyggd routerfunktion, men det betyder ändå inte alltid att alla fyra portarna kan användas till datorer. Däremot går det att koppla en switch till porten ämnad för datorer och låta routerfunktionen i modemet tilldela IP-adresser till datorerna.

Homeplug-lösningar

I ett vanligt nätverk kopplas allt samman med vanlig nätverkskabel. Därför finns det sedan 1999 en byggstandard som säger att alla rum i en villa eller lägenhet, inklusive hall och kök, ska förses med ett dubbelt nätverksuttag. Standarden heter SS437 01 46 och gäller nybyggnationer. Det är ju väldigt positivt för alla som bor i nya hus, men det hjälper inte dem som bor i lite äldre hus.

Många vill ha ett trådbundet nätverk i hemmet, men vill samtidigt slippa att dra nätverks­kabel. Då går det att använda de befintliga elkablarna i väggarna för att skicka nätverkssignalen över dem istället. Genom att koppla in en så kallad homeplug i ett vanligt eluttag förvandlas det till ett nätverksuttag.

Användningsområde #1

Homeplugs har många användningsområden. Ett av dem är om bredbandsuttaget ­sitter fel eller om ADSL-modemet står för långt bort från datorn. Det problemet löses lätt genom att sätta en homeplug vid nätverksuttaget eller modemet och en annan homeplug vid datorn. Lösningen är helt transparent och de involverade enheterna märker ingen skillnad mot användning av vanlig nätverkskabel. Homeplugs passar därför även ­utmärkt till spelkonsoler, digital-TV-mottagare, TV-apparater med inbyggda media­spelare och alla typer av datorer, helt oberoende av operativsystem. Det fungerar helt enkelt i alla sammanhang där apparaterna är utrustade med ett nätverkskort.

Användningsområde #2

Det är inte alltid routern får en optimal placering. Det kan exempelvis bero på att det är svårt att dra kablar dit den egentligen borde stå. Kablarna bort till datorerna hade kanske blivit kortare om routern hade placerats någon annanstans, eller så hade det trådlösa nätverket fått täckning i hela huset om routern hade gått att ­placera lite mer strategiskt. Genom att använda homeplugs kan routern placeras helt fritt.

Användningsområde #3

Homeplugs kan också användas för att skicka IPTV och andra mediatjänster. Det är ­användbart om TV:n eller IP-telefonen står långt ifrån modemet. Denna lösning ­behandlas närmare här.

Användningsområde #4

Det går även lätt att bygga upp ett helt nätverk med homeplugs och ha ett nätverksuttag i varje rum. Börja då med att ansluta internetuppkopplingen till routerns WAN-port. Koppla sedan vidare en av routerns utgångar till en homeplug. Placera slutligen ut ­resten av homeplug-enheterna och låt dem söka upp och skapa en förbindelse med ­varandra. Varje homeplug fungerar då som uttaget på en switch. Fem separata homeplugs får alltså samma funktionalitet som en femportsswitch. Normalt behövs heller ingen ­konfiguration utan lösningen går att använda direkt.

Användningsområde #5

I vissa hus kan det vara svårt att få trådlös nätverkstäckning överallt. Då går det att ­placera ut accesspunkter (läs mer) på strategiska platser och skicka ­signalen fram till dem via homeplugs. Om routern exempelvis står på mellanvåningen och den trådlösa signalen inte når ner till källaren, är detta en mycket smidig lösning. Då ­kopplas en home­plug till routern och en annan kopplas in någonstans nere i källaren. Till homeplug-enheten i källaren ansluts sedan en accesspunkt som sänder ut det tråd­lösa ­nätverket. Eftersom denna lösning har blivit så populär finns det numera homeplug-enheter med inbyggda accesspunkter.

Exempel på homeplug med inbyggd accesspunkt

Homeplug-standarder

Det finns flera standarder för nätverkstrafik över elnätet. Branschorganisationen HomePlug Powerline Alliance har fastställt två av de vanligaste.

  • Homeplug 1.0 (upp till 85 Mbps)
  • Homeplug AV (upp till 200 Mbps eller 500 Mbps)

Största skillnaden mellan de två standarderna är den teoretiskt maximala hastigheten. En annan skillnad är att Homeplug 1.0-standarden endast är ämnad för trafik ­mellan ­datorer alternativt mellan internetanslutningen och en dator eller router. Homeplug AV-standarden är framtagen för höghastighetsuppkopplingar och även för överföring av strömmande media såsom IPTV (TV över Internet) och IP-telefoni (telefoni över ­Internet). Två homeplugs som bygger på Homeplug 1.0- respektive Homeplug AV-­standarden kan existera i samma nät, men de kan inte alltid kommunicera med ­varandra. Standarden gör det visserligen möjligt för vissa Homeplug AV-enheter att kommunicera med Home­plug 1.0-enheter, men det är inte säkert att det fungerar. Därav rekommenderas det inte att blanda homeplugs av olika standarder. Det går däremot att blanda homeplugs som alla bygger på Homeplug AV-standarden men håller olika hastigheter. Som vanligt bestäms den slutliga hastigheten av den lägsta gemensamma nämnaren.

Teknikerna är mycket säkra och trafiken kan krypteras. Det gör att ett lösenord måste anges innan första anslutningen till nätverket beviljas. Säkerheten är något högre på nätverk som byggs upp med Homeplug AV-enheter (128-bitars AES-kryptering istället för 56-bitars DES-kryptering). Mjukvaran för att konfigurera säkerhetsfunktionen är oftast endast gjord för att köras på Windows-baserade datorer, vilket gör att det inte går att konfigurera säker­heten från datorer med Mac OS X. Utöver konfigurationen är det inga problem att använda homepluglösningar till Macar. Många homeplug-modeller har också en funktion för att kryptera anslutningen med ett enkelt knapptryck på själva homeplug-enheten.

Undersidan av en homeplug. Lägg märke till nätverkskontakten och säkerhetsknappen.

Framtid och standardisering

Ett exempel på en annan homeplug-teknik är UPA:s PowerLine HD. Bland annat D-link och Netgear har haft några modeller som baserades på denna teknik i sitt sortiment, men numera bygger de sina nya produkter på Homeplug AV-standarden. Därmed finns det ytterligare ett kompatibilitetsproblem, då det inte ens är säkert att alla modeller av samma märke är kompatibla med varandra. Undersök därför vilken standard som används eller använd endast homeplugs ur samma modellserie i största möjliga utsträckning.

Som tur är tillsatte standardiseringsorganet IEEE en arbetsgrupp (vid namn IEEE P1901), vars mål var att skapa en gemensam standard för nätverkskommunikation över elnätet. De ville göra precis som de gjorde med trådlöst nätverk (802.11), nämligen att få produkter från olika tillverkare att fungera problemfritt med varandra. Tekniken, som till stor del baseras på Homeplug AV-standarden, blev färdig i slutet av 2010 och de första produkterna som bygger på den lär dyka upp under slutet av 2011.

Möjligheterna som en gemensam standard ger är mycket stora. Eftersom hastigheterna redan idag är tillräckliga för de flesta ändamål kan en standard leda till att vanliga nätverkskort blir överflödiga i framtiden. Om standarden får stort genomslag ­kommer det gå att bygga specialgjorda nätaggregat med nätverksstöd, och då räcker det med en kabel för att få både nätverkssignal och ström till datorn. Det skulle kunna bli lika ­naturligt som att moderkort idag inte behöver något separat ljudkort utan alltid ­levereras med en integrerad ljudkrets.

Begränsningar i Homeplug-lösningar

Homeplug-tekniken har några begränsningar. För att kommunikationen ska fungera måste alla homeplugs vara inkopplade under samma elmätare. Elmätaren innehåller ett spärrfilter som spärrar all typ av kommunikation utanför lägenheten eller huset. Homeplugs kan därför inte användas för kommunikation mellan grannar. Signalen kan däremot skickas mellan olika faser, men prestandan blir bättre om homeplug-enheterna ligger på samma fas (läs mer).

Det finns ett sätt att ta reda på vilka uttag som ligger på samma fas. Skruva ut (eller stäng av om det är automatsäkringar) två av de tre huvudsäkringarna i elskåpet. Eluttag som då fortfarande fungerar ligger på samma fas. Flytta den inkopplade säkringen till nästa fas om inget av uttagen fungerar.

Homeplug-enheterna bör helst kopplas direkt i eluttagen (undvik skarvsladdar och ­förgreningsdosor). Förgreningsdosor kan användas för datorn och dess kringutrustning, men inte för homeplugs.

Hastighet med Homeplug AV-anslutningar

Den maximala datahastigheten som tillverkarna anger på sina homeplug-modeller är teoretisk. I realiteten begränsas hastigheten av elkablarnas dragning och längd. Hastigheten kan därmed skilja mycket mellan olika hus, men för att visa ungefärliga värden gjorde vi ett test i en vanlig villa. I testet användes homeplug-enheter från samma tillverkare (D-link) för att tydligt kunna jämföra den relativa prestandan mellan de två Homeplug AV-versionerna (200 Mbps och 500 Mbps).

Testet utfördes i en villa med tillhörande garage. Det var relevant att även mäta hastigheten mellan huset och garaget eftersom husets trådlösa routers signal (D-link DIR-655, Wireless N) inte nådde ut dit. För att genomföra testet användes prestandadatorer med Windows 7, gigabit-nätverkskort och kat6-kablar. Mjukvarumässigt användes Jperf  (code.google.com/p/xjperf) med tio samtida anslutningar. Homeplug-enheterna i testet är DHP-307AV (200 Mbps) och DHP-501AV (500 Mbps).

Testet visar tydligt skillnaden i hastighet mellan de två teknikerna. Även om båda teknikerna får problem när signalen går mellan olika faser presterar 500 Mbps-varianten betydligt bättre.

Meddelande från Kjell & Company

Din webb-läsare är gammal, och vi kan inte lova att innehåll visas korrekt, eller full funktionalitet. Vår rekommendation är att du uppdaterar din webb-läsare nu!

Meddelande från Kjell & Company

Javascript är avslaget i din webb-läsare! För full funktionalitet på siten rekommenderar vi att du slår på Javscript.

Meddelande från Kjell & Company

Cookies är avslaget i din webb-läsare. För att kunna använda internetbutiken måste din browser stödja cookies (mer information).