Powerline „Internet aus der Steckdose“. Agenda Stromversorgungssystem Geschichte von PLC PLC...

Powerline

„Internet aus der Steckdose“

Agenda

• Stromversorgungssystem• Geschichte von PLC• PLC –Technik• Störungen• Probleme für PLC• PLC heute

Der Weg des StromsKraftwerk

Hoch-spannung

Umspann-werk

Mittel-spannung

Umspann-werk

Ortsnetztrafo-station

Nieder-spannung

Verbraucher

Verteiler

Geschichte1920 Energieversorger entdecken die Stromleitungen als Übertragungsweg TFH

TFH• Tonfrequenztechnik auf Hochspannungsleitungen• Bidirektionale Übertragung mit geringer

Sendeleistung 10 Watt

Dienste für die EVU• Betriebsführung• Überwachung• Störungseingrenzung und -beseitigung

Geschichte1920 Energieversorger entdecken die Stromleitungen als Übertragungsweg TFH 1930 TRT (Tonfrequenz-Rundsteuertechnik)

TRT• Tonfrequenz-Rundsteuertechnik auf Mittel- und

Niederspannungsleitungen• Unidirektionale Übertragung mit hoher Sendeleistung +

geringer Datenrate Lastverteilung

Dienste für die EVU• Ein- und Ausschaltinfos• Tarifumschaltung• Bedienung der Strassenbeleuchtung

Geschichte1920 Energieversorger entdecken die Stromleitungen als Übertragungsweg TFH 1930 TRT (Tonfrequenz-Rundsteuertechnik)1998 Auflösen der Monopolstellung der Telekommunikations- und Energiemärkte

Geschichte1920 Energieversorger entdecken die Stromleitungen als Übertragungsweg TFH 1930 TRT (Tonfrequenz-Rundsteuertechnik)1998 Auflösen der Monopolstellung der Telekommunikations- und Energiemärkte

• Ende 1998 erste Feldversuche mit PLC

Geschichte1920 Energieversorger entdecken die Stromleitungen als Übertragungsweg TFH 1930 TRT (Tonfrequenz-Rundsteuertechnik)1998 Auflösen der Monopolstellung der Telekommunikations- und Energiemärkte

• Ende 1998 erste Feldversuche mit PLC• Bis März 2001 CENELEC EN 50065

CENELEC-Norm

3 9 95 125 140 148,5

A B C B

Für EVU-Anwendungen

Kundenanlagen

kHz

CENELEC EN 50065

Regelt die Nutzung des Frequenzbereiches von 3 bis 148,5 kHz

Geschichte1920 Energieversorger entdecken die Stromleitungen als Übertragungsweg TFH 1930 TRT (Tonfrequenz-Rundsteuertechnik)1998 Auflösen der Monopolstellung der Telekommunikations- und Energiemärkte

• Ende 1998 erste Feldversuche mit PLC• Bis März 2001 CENELEC EN 50065• Ab März 2001 höhere Frequenzen nutzbar

NB 30Nutzungsbestimmung 30 zur

Frequenzbereichszuordnung

• „Mit Ausnahme von Frequenzbereichen in denen sicherheitsrelevanten Funkdienste betrieben werden, können in und längs von Leitern Frequenzen für Tk-Anlagen und Tk-Netze im Frequenzbereich von 9 kHz bis 3 GHz freizügig genutzt werden“

Störfeldstärke bei NB 30

PLC Prinzip• Der 230 V Netzspannung wird eine

Signalspannung höherer Frequenz überlagert

• Information muss geeignet moduliert werden

2 Bereiche werden unterschieden• Mittelspannungstransformator bis Haus• Innerhalb von Gebäuden

PLC Prinzip

Kanalzuteilung (1)MAC (Media Access Control)-Mechanismus

FDMA (Fequency Division Multiple Access)• Gleichzeitige Übertragung mehrerer

Frequenzbänder• Zusätzlicher Steuerkanal

TDMA (Time Division Multiple Access)• Jeder Knoten bekommt feste Anzahl Slots• Nachteil: alle Stationen müssen synchronisiert sein

Kanalzuteilung (2)CDMA (Code Division Multiple Access)• Ermöglicht mehreren Benutzern Zugriff auf einen

Übertragungskanal• 1 Übertragungskanal kann gleichzeitig für

mehrere Nutzkanäle eingesetzt werden

Reservierung von Netzkapazität

Reservierung per Verbindung• Während gesamter Verbindung freihalten fester

Kapazität• Nur für längere Verbindungen mit

kontinuierlichem Datenverkehr geeignetPer-Burst-Reservierung• Bleibt nach der Übertragung noch bestehen• Geeignet für Datenverkehr Paket-Reservierung• Fast vollständige Netzauslastung

Übertragungsverfahren (1)OFDM = (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)

D(t)

D1(t)

D2(t)

D3(t)

D4(t)

Übertragungsverfahren (2)

Orthogonale Träger

Bei den Mittenfrequenzen eines Trägers = Amplitude aller anderen Träger null

D1(t) D2(t) D3(t) D4(t)

S(f) f1 f2 f3 f4

f

Übertragungsverfahren (3)

Ausgeblendete Träger

F(MHz)

Träger

Störung

Stör

ungs

leitu

ngsd

icht

e,O

FDM

-Trä

ger

Störungsszenarien (1)Farbiges Hintergrundrauschen• Überlagerung vieler Störquellen mit geringer

Leistung• Höchstwerte nur knapp oberhalb von

NetzfrequenzSchmalbandstörer• Sinusförmige Dauersignale• Leuchtstofflampe, Fernseher, Rundfunksender

Störungsszenarien (2)Period. Impulsstörer (asynchron zur Netzfrequenz)• Kurze Spannungsspitzen mit Wdh.-Raten von

50..200 kHz• Schaltnetzteile (Monitore, Rechner)Period. Impulsstörer (synchron zur Netzfrequenz)• Phasenanschnittssteuerung (Lichtdimmer)Asynchrone Impulsstörungen• Schaltvorgänge

Probleme für PLC• Geschwindigkeit kann nicht garantiert werden• Nutzung wird nach Traffic berechnet und nicht

nach Zeit• Geringe Verfügbarkeit• Zu spät• EMV – Elektromagnetische Verträglichkeit

EMVStromnetz nicht für Powerline gedacht• Unabgeschirmte Netzleitung zu Steckdosen

je höher die Frequenzen desto höher die Emission Elektrosmog

• Frequenzbereichsüberschneidungen mit Amateurfunk und Rundfunk 2 Richtungen:PLC stört FunkFunkt (wie auch andere Geräte) stören PLC

Wo wird PLC verwendet• Datentransport über Mittelspannung• „Last-Mile“ Zugänge• Energieinfodienste• Gebäudeautomatisierung• Schnelle Digitale Inhous-Netzwerke• „Voice over IP“

Probleme PC besser geeignet für Inhouse-Vernetzung als für Internetzugang

PLC heute• Internet über PLC

Mannheim: mehrere Stadteile vernetztRWAG: Feldversuch in Herrenberg läuft nochEnBW: Feldversuch in Ellwangen

• Viel Anbieter bieten Inhouse-Vernetzung an• Stromanbieter bieten Dienste an

Internet über PLC

• MVV Energia AG in MannheimTarife variieren:

14.90 € + 3,3 Cent pro MByte24.90 € für 1 GByte + 2,5 Cent pro MByte84,90 € für 10 GByte + 1,2 Cent pro MByte

Anschlussgebühr : 119 €

Geschwindigkeit: 180 – 480 kbits/s

Rechenbeispiel (1)Seiten ansehen:Vype: 39 Euro für 1GB freien DownloadBei Durchschnitt von 40 kB pro Seite 25 000 Webseiten

Tarif mit 1,28 Cent/min Onlinezeit 44,2 Stunden für 25 000 Webseiten 9,5 mal die Minute klicken 6 sec für eine Seite

Rechenbeispiel (2)Download von 1 GByte MP3‘sVerbindungsart Dauer PreisPowerline 1,1 Std. 33,9056k-Modem 41 Std. 31,55ISDN-64 KBits/s 34 Std. 25,59T-DSL flat 2,9 Std. -

Inhouse-Vernetzung

Ende