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Technik – Ausgewählte Anwendungen

Powerline Communication

Technologie

Powerline Communication (Beispiel PLC-BUS). Quelle: wikimedia commons

PLC (Powerline Communication oder PowerLAN) ist eine Technologie, in der das Stromnetz zur Übertragung von Sprache oder Daten genutzt wird. Das wohl bekannteste Beispiel von PLC im privaten Bereich ist das Babyphone: der Sender wird im Kinderzimmer, der Empfänger im Raum wo man sich gerade aufhält in die Steckdose gesteckt. Die Signale werden über das häusliche Stromnetz verteilt. Die Technik funktioniert bis maximal einige wenige hundert Meter, also etwa bis ins Nachbarhaus. Die Übertragung von Kommunikationssignalen über das Stromnetz ist nichts Neues, sie wird seit vielen Jahren von EWs verwendet, etwa für die interne Telefonie (sog. EW-Telefonie) oder für die Steuerung von Grossgeräten im Nachttarif. Diese Anwendungen sind im Bereich zwischen 9 kHz und 148,5 kHz angesiedelt. Die Steuersignale (Informationsimpulse) werden dabei der Wechselspannung aufmoduliert (siehe Grafik).

Breitband PLC

Die neueren Anwendungen für den Heimgebrauch, etwa um drahtgestützte Computernetzwerke zu betreiben, ohne dass dafür neue Leitungen gezogen werden müssen, arbeiten im Frequenzbereich zwischen 2 MHz und 68 MHz (sogenanntes „Breitband-PLC“). Es gibt keinen einheitlichen Standard. Ein Quasi-Monopol auf dem Markt besitzt HomePlug mit seinen Spezifikationen. Die nutzbaren Datenraten bei Heimanwendungen belaufen sich zwischen 30 und 300 Mbps (Megabit pro Sekunde). Zum Vergleich: der Mobilfunkstandard UMTS ermöglicht 384 kbps (Kilobit pro Sekunde; 1‘000 kb = 1 Mb), HSPA hat einen Durchsatz von ca. 15 Mbps und LTE besitzt eine Datenrate von 150 Mbps. Weil Stromversorgungsnetze Drehstromnetze mit drei Phasen sind, die meist auf verschiedene Wohnungsbereiche / Zimmer verteilt sind, können PLC Signale grundsätzlich nur innerhalb der verwendeten Phase ausgetauscht werden. Allerdings kommt es bei parallel verlegten Adern (z.B. am Sicherungskasten) immer zu einem Übersprechen der hochfrequenten Felder, weil die Leitungen auch als Antennen fungieren. Dadurch sind die Signale auch in den anderen beiden Phasen verfügbar, allerdings in gedämpfter Form und mit reduzierter Reichweite bzw. Bandbreite. Mit sogenannten Phasenkopplern lässt sich das Problem der Phasengebundenheit beheben.

Störstrahlung und Datensicherheit

Moderne PLC-Adapter arbeiten mit recht niedrigen Signalpegeln (Leistung um 0.1 W). Trotzdem wird Störstrahlung auf andere Dienste, welche dasselbe Frequenzband nutzen, verzeichnet. Betroffen sind vor allem Taxifunk, Amateurfunk und Kurzwellenrundfunk. Die Störstrahlung ist insbesondere im Gebäudeinneren beträchtlich, gemessen an den Vorschriften und Empfehlungen zur elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV). Messungen des BAKOM zeigten, dass die Störstrahlungen den Empfang von Kurzwellensignalen (im ganzen Frequenzbereich zwischen 4 und 20 MHz, ausser bei den Amateurfunkbändern) im vom PLC-Netz versorgten Bereich erschweren oder sogar verunmöglichen können. Im von der europäischen Standardisierungsbehörde CENELEC vorbereiteten Entwurf zu einem PLC-Standard ist vorgesehen, bereits besetzte Frequenzbänder (teilweise dynamisch) nicht zu nutzen. Da innerhalb eines PLC-Netzes und seiner Reichweite die Daten frei verteilt werden (vergleichbar mit der drahtlosen Verbreitung bei WLANs), muss die Datensicherheit mit Hilfe von Verschlüsselungsalgorithmen sichergestellt werden.

Staatliche Regelung

Die Technik wird im Mittelspannungs- und im Niederspannungsnetz eingesetzt und ist nur für Erdkabel erlaubt, nicht für Freileitungen. Der Betrieb von PLC-Netzen ist gegenüber dem BAKOM (Bundesamt für Kommunikation) meldepflichtig, ausser es handelt sich um Netze die in einem einzigen Gebäude oder in aneinander angrenzenden Gebäuden installiert sind, oder Netze die ausschliesslich in Frequenzbändern 148.5 kHz oder darunter arbeiten.

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