PLC (Power-Line-Communication)

Internet aus der Steckdose?

Die Powerline Technik ist drahtgebunden und nutzt das herkömmliche 50 Hz-Stromversorgungsnetz um mittels  hoch-frequenter Signale Datenkommunikation, bzw. den Internetzugang zu ermöglichen. Auf diese Weise kann das ohnehin vorhandene Leitungsnetz kostengünstig für solche Zwecke mitbenutzt werden, ohne neue Datenleitungen verlegen zu müssen.

Die Übertragung über Stromversorgungsnetze ist vom Prinzip her nichts Neues. Diese alte Technik in neuem Gewand birgt auch zahlreiche Gefahren, über die wir an dieser Stelle informieren möchten. Die Signale der "klassischen" Verfahren sind im niederfrequenten Bereich unterhalb von etwa 150 kHz angesiedelt, bei PLC hingegen wird der Frequenzbereich darüber, bis 30 MHz ausgenutzt.

Rundsteuertechnik
Die ersten Versuche mit Strom Geräte / Technik zu steuern oder sich über den Zustand von Anlagen zu informieren, hatten die Stromanbieter bereits in den 20er Jahren. Die so genannte Tonfrequenz-Rundsteuertechnik konnte jedoch nur auf Hoch- und Mittelspannungsnetzen wenige Bits pro Sekunde übertragen. Es gibt in Deutschland ca. 450 Betreiber von Rundsteueranlagen mit Frequenzen zwischen 167 und 1350 Hz.
Erzeugt wurden die Tonfrequenzen mit Maschinensendern (Frequenzumformern), heute mit elektronischen Umrichtern. Der Betriebspegel (Nutzsignal) liegt bei 1,5 - 2,5% der Netzspannung.

Powerline
Seit Ende 1998 ist nun Internet via Stromkabel im Gespräch.

1998 - Testkunden gehen über Stromleitung ins Internet. (Fa. Tesion und EnBW haben die ersten Haushalte über das Stromnetz ans Internet angeschlossen). Auch Siemens arbeitet nach eigenen Angaben an einer Lösung für die Datenübertragung über das Stromnetz.

1999 - Nach Siemens und der Energie Baden-Württemberg (EnBW) will jetzt auch der Essener Energiekonzern RWE gemeinsam mit der Schweizer Firma Ascom Daten und Sprache durchs deutsche Stromnetz schicken.

Das Kölner Unternehmen Netcologne bietet einen Internet-Zugang für 1,5 Pfennig pro Minute an. Netcologne kann als City-Carrier diesen Preis aber nur seinen direkt angeschlossenen Kunden anbietet, und auch nur dann, wenn sie ein größeres Paket an Internet-Stunden abnehmen.

Das britische Unternehmen United Utilities und Northern Telecom (Nortel) haben einen Pilotversuch zum Internet aus der Steckdose eingestellt. Das berichtet das "Wall Street Journal Europe". Die beiden Konzerne begründen ihre Entscheidung mit eher geringen Erfolgsaussichten des Angebotes.

Die Berliner Bewag will das Düne-Projekt zum Internet aus der Steckdose nicht mehr weiterführen. Das Projekt "Datenübertragung über Niederspannungsenergienetze" (Düne) wird von den Entwicklern in Eigenregie weiter betrieben.

2000 - VEBA hat einen erfolgreich abgeschlossenen Pilotversuch mit Internet aus der Steckdose bekannt gegeben. Seit Februar 1999 wurde im Umland von Magdeburg der Test mit acht Haushalten durchgeführt.

Das RWE propagiert auf der CeBIT 2000 sein Powerline-System. 15 internationale Unternehmen zeigen Anwendungen für die Technologie zur Datenübertragung via Stromleitung. Mitte März soll in Essen ein zweiter "Powerline"-Pilotversuch gestartet werden. Im Norden der Stadt können sich 200 Haushalte und Geschäftskunden an dem Projekt beteiligen.

Der Mannheimer Energieversorger MVV will in Zusammenarbeit mit der Firma Fuchs Petrolub ab Juli Internet aus der Steckdose anbieten. Nach Angaben von MVV Energie sollen mit den "Powerline Services" Übertragungsraten erreicht werden, die "weit über der herkömmlicher ISDN-Leitungen liegen".

Markteinführung für Steckdosen-Internet im Frühjahr 2001, laut Vorstandschef der EnBW Energie Baden-Württemberg, Gerhard Goll. Dazu kooperiere man mit Siemens und Tesion, einer Tochtergesellschaft von EnBW und Swisscom. Die Übertragungsraten betragen derzeit mehr als ein MBit/s.

Mrz 2001 - Siemens legt Powerline aufs Eis  und das nur wenige Tage vor der Genehmigung des Konzepts durch den Bundestag. Der Ausstieg kam umso überraschender, als Siemens bisher sehr eng mit EnBW zusammengearbeitet hat und auf deren Websites auch teilweise noch als Partner geführt wird. Begründet wurde der spontanen Sinnenswandel, weil das Unternehmen nicht (mehr) den großen Markt für die Massenfertigung sieht, wie ihn sich die Branche zunächst vorgestellt hatte. Zum anderen gäbe es immer noch keine EU-weite Regelung, die die nutzbaren Frequenzen festlegt.

Bundesrat genehmigt Powerline und  hat den Weg für das Internet aus der Steckdose freigemacht: Die Länderkammer stimmte insgesamt drei Verordnungen zu, mit denen diese neue Art der Datenübertragung auf rechtlich einwandfreie Füße gestellt wird. Damit kann die Powerline-Technik in Deutschland vermarktet werden, solange sie Funkdienste nicht beeinträchtigt.

Jul..2001: Offizieller Start der Powerline in Deutschland

Die meisten PLC-Projekte zur Anbindung an externe Datennetze sind in Deutschland zwischenzeitlich gescheitert, was auch mit dem zunehmenden Erfolg von DSL zusammenhängt. Da jedoch DSL auf absehbare Zeit besonders in ländlichen Gebieten nicht flächendeckend angeboten werden wird, werden bei dem zunehmenden Wunsch nach breitbandigen Netzzugängen hier jedoch noch Erfolgschancen für PLC als Alternative gesehen.

Die PLC-Technik

Zur Anbindung an externe Datennetze gibt es je nach Hersteller verschiedene Verfahren, die jedoch alle nach demselben Grundprinzip arbeiten: In der vor geschalteten Trafostation oder einem Niederspannungsverteiler des Stromversorgers sitzt eine Geräteeinheit, welche die von einem "normalen" Kommunikationsnetz (wie etwa einer Glasfaserleitung) kommenden Datensignale auf einen Hochfrequenzträger moduliert und diesen der Stromversorgungsleitung hinzufügt. Beim Teilnehmer wiederum sitzt z. B. beim Zählerkasten ein Gegenstück dazu, welches von der Stromversorgungsleitung diesen Hochfrequenzträger herausfiltert, weiterverarbeitet und die Datensignale in eine hauseigene Datenleitung einspeist.
Als maximale Entfernung zwischen diesen beiden Geräten kann man etwa 500 Meter annehmen.

Bei der Inhome-Nutzung von PLC werden die entsprechenden Geräte wie ein Modem statt an die Telefonleitung an die Steckdose angeschlossen, um z. B. einen Internetzugang oder die Signale einer Alarmanlage im ganzen Haus zu verteilen. Es können Entfernungen bis zu 100 Metern überbrückt werden, wobei viele Steckdosen oder Verzweigungen die Reichweite verkürzen.

Der Frequenzbereich für mögliche PLC-Anwendungen liegt zwischen 0 und 30 MHz. Die Frequenzen bis 50 kHz können jedoch nur schlecht genutzt werden, da der dort vorhandene Störpegel durch andere Geräte zu hoch ist. Außerdem ist es zweckmäßig, den Frequenzbereich des Rundfunks auszusparen (etwa 500 kHz bis 1,6 MHz). Damit verbleiben zwei Bereiche: zwischen 50 und 500 kHz und von 1,6 MHz bis 30 MHz. Im unteren Frequenzbereich sind nutzbare Datenraten bis 2,5 MBit/s zu erreichen, wogegen im oberen Frequenzbereich aktuell bis zu 14 MBit/s möglich sind (theoretisch bis zu 250 MBit/s).

Als Modulationsverfahren favorisieren die Hersteller neben CDMA (Code Division Multiple Accessvor) allem das Mehrträgerverfahren OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex), das sehr viele digital modulierte Trägerfre-quenzen zusammenfasst, z. B. im Abstand von je 1 kHz. Durch eventuelle (schmalbandige) Störungen wird bei diesem Verfahren daher nicht das ganze Signal gestört, sondern nur einzelne Anteile, was durch entsprechende Fehlerkorrekturmechanismen gut ausgeglichen werden kann.

siehe auch (http://www.buergerwelle.de/d/doc/technik/plc.pdf)

Störungen

Viele Stromverbraucher, wie etwa Dimmer, Leuchtstoffröhren oder Stromsparlampen erzeugen selbst hochfrequente Signale, welche die PLC-Technik stören können, zum anderen stören die von den Leitungen abgestrahlten PLC-Signale Funkempfänger und beeinträchtigen deren Funktion.
Amateurfunker betrachten diese Technik daher mit großer Skepsis, da ihr überwiegend Benutzer Frequenzbereich genau in den Bereich von PLC fällt und sie sich sowohl durch ihn beeinträchtigt, also regelrecht "gestört" fühlen, als auch dass sie mit ihren eigenen Sendern in Konflikt mit den in diesem Zusammenhang neu geschaffenen Vorschriften kommen können.
 
Die NB 30 (Nutzungsbestimmung 30)

Zur Begrenzung der Abstrahlung von durch Telekommunikationseinrichtungen genutzten Leitungen (also auch PLC) wurde von der RegTP die Nutzungsbestimmung 30 (NB 30) erstellt, welche zum 1. Juli 2001 in Kraft trat. Darin ist die Nutzung von Frequenzen zwischen 9 kHz und 30 MHz (ab 1. Juli 2003 bis 3 GHz) in und längs von Leitern, sowie maximale Störpegel definiert.
Die Grenzwerte der Störpegel in drei Metern Entfernung, welche mit einer vorgeschriebenen Messanordnung zu messen sind, sind in nachfolgender Tabelle dargestellt:

Grenzwerte der Störpegel nach der NB 30

Diese NB30 erntete jedoch seit ihrem Erscheinen von verschiedenen Seiten Kritik und sollte noch in 2003 durch eine Verordnung von zu Sicherheitszwecken verwendeten Empfangs- oder Sendefunkgeräten (VSiFunk) abgelöst werden.

Apr. .2003 Geplante "VSiFunk" in Brüssel gescheitert?
Die vom Wirtschaftsministerium geplante "Verordnung zum Schutz von zu Sicherheitszwecken verwendeten Empfangs- oder Sendefunkgeräten" (VSiFunk) ist in Brüssel gescheitert. Dies meldet die Amateurfunk-Vereinigung AGZ in ihrem Rundspruch "HamRadio 2day".

Der Meldung zufolge hat das Ministerium den Verordnungsentwurf bei der Europäischen Kommission in Brüssel zurückgezogen. Die Verordnung wäre vermutlich nicht mit der europäischen EMV-Direktive konform gewesen und deshalb nicht von der EU-Kommission ratifiziert worden.

In der geplanten Rechtsverordnung war unter anderem der Frequenzbereich 26175 bis 27500 kHz (in dem sich auch der CB-Funk befindet) zum schützenswerten BOS-Funk-Bereich erklärt worden (das FUNKMAGAZIN berichtete). 

Systeme mit Codevielfachzugriff (Code Division Multiple Access CDMA) sind breitbandige Systeme, bei denen jeder Teilnehmer die gesamte Bandbreite des Systems (ähnlich TDMA) für die komplette Dauer einer Verbindung nutzt. Diese Nutzung ist darüber hinaus nicht ausschließlich, d.h. alle Teilnehmer eines PLC-Netzes verwenden gleichzeitig dasselbe Frequenzband.

Grundlage des Codevielfachzugriffs ist die Bandspreiztechnik, auch Spreizspektrumtechnik (spread spectrum) genannt. Das Signal eines Teilnehmers wird dabei spektral auf ein Vielfaches seiner ursprünglichen Bandbreite gespreizt. Üblich sind Spreizfaktoren zwischen zehn und 1000, womit aus einem schmalbandigen Signal für die Übertragung ein breitbandiges Signal erzeugt wird, das unempfindlicher gegen frequenzselektive Störungen und Interferenzen ist. Darüber hinaus wird die spektrale Leistungsdichte durch die Bandspreizung abgesenkt — eine Kommunikation ist sogar noch unterhalb der Rauschschwelle möglich.

Helmut Langenbach
  Mitglied der Bürgerwelle e.V. 
 E-Mail: strahlung.gratis@online.de