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Powerline „Internet aus der Steckdose“

Powerline „Internet aus der Steckdose“. Agenda Stromversorgungssystem Geschichte von PLC PLC –Technik Störungen Probleme für PLC PLC heute

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Powerline

„Internet aus der Steckdose“

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Agenda

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

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Der Weg des StromsKraftwerk

Hoch-spannung

Umspann-werk

Mittel-spannung

Umspann-werk

Ortsnetztrafo-station

Nieder-spannung

Verbraucher

Verteiler

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Geschichte1920 Energieversorger entdecken die Stromleitungen als Übertragungsweg TFH

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TFH• Tonfrequenztechnik auf Hochspannungsleitungen• Bidirektionale Übertragung mit geringer

Sendeleistung 10 Watt

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

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

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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

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

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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

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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

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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

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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

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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“

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Störfeldstärke bei NB 30

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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

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PLC Prinzip

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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

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

Übertragungskanal• 1 Übertragungskanal kann gleichzeitig für

mehrere Nutzkanäle eingesetzt werden

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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

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

D(t)

D1(t)

D2(t)

D3(t)

D4(t)

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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

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Übertragungsverfahren (3)

Ausgeblendete Träger

F(MHz)

Träger

Störung

Stör

ungs

leitu

ngsd

icht

e,O

FDM

-Trä

ger

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

Leistung• Höchstwerte nur knapp oberhalb von

NetzfrequenzSchmalbandstörer• Sinusförmige Dauersignale• Leuchtstofflampe, Fernseher, Rundfunksender

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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

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

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

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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

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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

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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

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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

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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

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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. -

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Inhouse-Vernetzung

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