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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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Ende