Frequenznutzung in und längs von Leitern
Möglichkeiten, Grenzen, Leistungsvermögen
von Powerline Communications     

PLC Technologie

Die Idee das bestehende elektrische Stromnetz auch zusätzlich für die Übertragung von Daten zu nutzen ist bereits einige Jahrzehnte alt. Die Energieversorgungsunternehmen begannen damit Daten für einfache Kontrollfunktionen über ihre Energienetze zu senden. Ältere PLC Systeme basieren auf Analogtechnik (langsam) und ermöglichen uni-direktionale Datenübertragung. Sie sind daher für einfache und zeitunkritische Anwendungen einsetzbar.

Erst im Laufe der letzten Jahre wurden Powerline Technologien entwickelt, die für die Datenkommunikation mit höheren Übertragungsgeschwindigkeiten geeignet sind. Vor allem die Verfügbarkeit digitaler Technologie mit einem günstigen Preis-/Leistungsverhältnis sowie neuer verbesserter Algorithmen ermöglichten diesen technologischen Fortschritt. Der immens steigende Bedarf nach Informations- und Kommunikationsnetzwerken im industriellen und privaten Bereich und, in jüngerer Zeit, die Deregulierung der Telekommunikations- und Energieversorgungsmärkte sind die wirtschaftliche Motivation für die Investition in die Entwicklung von marktreifer PLC Technologie. Binäre Daten können über die Stromleitung übertragen werden. Die dafür verwendeten Trägerfrequenzen liegen deutlich über den für den Elektrizitätstransport standardisierten Frequenzen von 50 bzw. 60 Hz. Durch geeignete Verfahren zur Modulation von Amplitude (ASK), Frequenz (FSK), Phase (PSK), einer Kombination dieser Größen, oder neueren Verfahren wie Spread Spectrum oder QFDM - QAM werden digitale Daten (Bit 0 und Bit 1) repräsentiert.

Die europäische Norm EN50065 (CENELEC) definiert verschiedene Frequenzbänder und Grenzwerte für die Sendepegel für die Signalübertragung auf elektrischen Niederspannungsleitungen dem 230V Stromnetz. Die verfügbaren Frequenzbänder innerhalb der CENELEC Vorschriften sind verhältnismäßig schmal. Daher sind Technologien, die eine große Bandbreite benötigen, wie beispielsweise Spread Spectrum, für diesen Bereich nur bedingt einsetzbar. Verfahren die ein relativ schmales Frequenzband nutzen und ein kleines Signal/Rausch-Verhältnis zur sicheren Datenerkennung benötigen, sind hier besser geeignet.

Die europäischen Normen unterscheiden sich wesentlich von den in den USA und Fernost gültigen Regulierungen. In USA dürfen beispielsweise Trägerfrequenzen bis zu 450 kHz genutzt werden, während in Europa die Grenze bisher bei nur 148,5 kHz liegt. Dies ist einer der Gründe dafür, dass Powerline Produkte, die für den amerikanischen Markt entwickelt wurden, im allgemeinen nicht unverändert in Europa verwendet werden können. Werden diese Systeme so verändert, dass sie die europäischen Normen erfüllen, ist dies meist mit einer erheblichen Reduzierung der Übertragungsgeschwindigkeit verbunden.

Möglichkeiten von PLC

Anwendungsbeispiele:

Einige technische Details:

Frequenzbereich : 0,5 - 30 MHz
Sendepegel: Es sollten vergleichbare Sendepegel zulässig sein, wie sie für TK-Anlagen gültig sind ! 

Herstellerforderung, siehe EN 55022:

dafür notwendiger Empfangspegel der Anlagen im Stromnetz: -10dBV*

* Messbandbreite =9 kHz


 Prinzipieller Netzaufbau für PLC

Weitere Details gehen aus dem nachfolgenden Text der Fa. RWE hervor. Auf dem Markt sind auch andere Anbieter. 

Fragen und Antworten zu RWE PowerNet 

(Quelle: www.rwe.powerline.de/relaunch/service/service_faq.htm#pn)

Wie schnell ist RWE PowerNet im Vergleich zu anderen Internet-Zugängen?

RWE PowerNet, High Speed Internet von RWE Powerline, ist 15 bis 30-mal schneller als ISDN. Ein Beispiel: Für das Herunterladen einer vier Megabyte umfassenden Datei benötigt eine ISDN-Verbindung etwa zehn Minuten. Mit RWE PowerNet dauert der Vorgang 20 Sekunden. Ein Musikstück MP3 mit rund 3,5 Megabyte wird per ISDN in 8,5 Minuten heruntergeladen; mit RWE PowerNet dauert der Vorgang 17,5 Sekunden.


Welche Anschlüsse benötige ich für den Internet-Zugang RWE PowerNet an meinem PC?

Der Anschluss ist denkbar einfach: Das PLC-Modem wird zwischen PC und Steckdose geschaltet und schon ist der Weg frei ins Internet. Dabei wird das PLC-Modem mit einem Ethernet- oder USB-Anschluss mit dem PC verbunden. Für das Haus wird ein einziger Hausanschlusskasten, der so genannte PLC-Hauskoppler, benötigt, ganz gleich, wie viele Wohneinheiten das Haus umfasst.


Stört Powerline Communication andere Funkbetreiber?

Die Powerline-Geräte unterliegen den selben gesetzlichen Normen wie andere Kommunikationsgeräte. Diese gesetzlichen Normen werden von den RWE Powerline-Geräten eingehalten.


Was ist mit der Genehmigung durch die RegTP?

Diese ist Ende März vom Bundesrat verabschiedet worden und ist seit 1. Juli in Kraft. Das von der RWE Powerline betriebene System inklusive der ASCOM-Modems hält die technischen Voraussetzungen der NB 30 nachweislich ein. Daraus ergibt sich, dass RWE Powerline ihr System betreiben und wirtschaftlich vermarkten darf.


Wird die NB 30 überall eingehalten?

Die Grenzwerte der Nutzungsbestimmung 30 werden generell eingehalten.


Welche Lizenzen und Genehmigungen müssen beigebracht werden?

RWE Powerline besitzt die Lizenzklassen 3 und 4. Diese sind notwendig, um Übertragungswege für Telekommunikationsdienstleistungen für die Öffentlichkeit und für Sprachtelefondienst zu betreiben.


Besteht eine Gefahr durch Elektrosmog?

Die Powerline-Modems unterliegen den selben gesetzlichen Normen wie andere Kommunikations- und Haushaltsgeräte. Diese gesetzlichen Normen werden von uns eingehalten.


Wie sicher ist die Datenübertagung (Datenschutz)?

Das Unternehmen Secunet, ein Unternehmen des TÜV Mitte, hat bestätigt, dass die Datenübertragung über RWE Powerline sicherer ist als der Handy-Standard GSM. Das bedeutet, dass der Datentransfer via Stromleitung abhörsicherer ist als über das weit verbreitete Handy.


Ist das Stromnetz für einen solchen zusätzlichen Ansturm ausgestattet?

Strom und Daten fließen unabhängig voneinander. Eine zusätzliche Belastung der Leitungen ist daher ausgeschlossen.


Wie funktioniert Powerline?

Die Powerline Communication-Technologie (PLC) nutzt das Stromnetz als Übertragungsmedium für Sprache und Daten. In der Ortsnetzstation werden die Kommunikationssignale auf das Niederspannungsnetz gekoppelt. Von dort werden sie zum Haus transportiert. Im Haus empfängt ein Hausanschlusskasten im Keller oder Flur - der PLC-Hauskoppler - die Daten und speist sie in die hausinternen Stromleitungen. Auf diese Weise können die Steckdosen des Hauses Kommunikationssignale empfangen und versenden. Um ins weltweite Netz zu gelangen, schließt der Anwender seinen Computer einfach über das Powerline-Modem an die Steckdose an.


Was bedeutet ein Transfervolumen von 250 Megabyte?

Ein Transfervolumen von 250 Megabyte entspricht einer Menge von rund 2.500 E-Mails mit Anhang (Word-Dokument, Powerpoint-Präsentation oder Excel Sheet) oder circa 60 MP3-Musikdateien.

RWE Powerline ist teurer als die Telekom!

Ein mit RWE PowerNet vergleichbares Produkt mit seinen zahlreichen Vorteilen wird zurzeit von der Deutschen Telekom nicht angeboten. Deshalb sind die Preise nicht vergleichbar.


Neue Techniken sind bis zu 70x schneller als ISDN. Kann Powerline da noch mithalten?

Die Powerline-Technologie wird weiter entwickelt. Die zurzeit möglichen 2 Mbit/s sind ein erster Entwicklungsschritt. Es wird an höheren Übertragungsgeschwindigkeiten (10 Mbit/s, das ist etwa 150 mal ISDN) gearbeitet.

Ist ADSL nicht besser als Powerline?

Nein. Die Download Geschwindigkeit von Powerline ist etwa drei mal schneller als ADSL. Die Upload Geschwindigkeit ist bei Powerline rund 15 mal höher.

Welche Vorteile hat der Internet-Zugang über Powerline?

RWE PowerNet bietet viele Vorteile:


Bestehen Vorteile beim Telefonieren mit Powerline, das zukünftig möglich sein wird?

Die Vorteile sind:

Kann ich auf meine Geräte zurückgreifen oder muss ich mir neue anschaffen (Telefon, Fax...)?

Es können, wenn zukünftig Telefonie angeboten wird, die bereits vorhandenen Geräte genutzt werden.

Kann ich über Powerline auch angerufen werden?

Sicher. Der Powerline-Telefonanschluss ist prinzipiell von jedem Festnetztelefon oder Handy der Welt aus ereichbar, so wie mit dem Handy auch jeder Festnetzanschluss erreichbar ist. Wir werden Powerline-Telefonie voraussichtlich ab Frühjahr 2002 anbieten können.

Wie hoch ist die technische Verlässlichkeit?

Die Powerline-Telefonie ist bereits heute technisch verlässlich.

Funktioniert auch die Datenübertagung von Real Audio und Video im Internet und wenn ja in welcher Qualität?

Die Datenübertragung von Real Audio und Video im Internet funktioniert mit Powerline hervorragend (real time).

Kann Powerline auch für eine Inhouse-Vernetzung genutzt werden?

Selbstverständlich sind Inhouse-Vernetzungen ohne externen Zugang möglich. Das heißt, die Rechner können untereinander Daten austauschen. Es kann zum Beispiel von mehreren Rechnern aus ein gemeinsamer Drucker genutzt werden.

Müssen zusätzliche Leitungen verlegt werden?

Nein. Zusätzliche Leitungen müssen nicht verlegt werden. Powerline nutzt die im Haus oder in der Wohnung vorhandenen Stromleitungen - einer der großen Vorteile dieser innovativen Technologie.

Können mehr als ein Computer online betrieben werden?

Mit Powerline können mehrere Computer eines Haushaltes oder Betriebes gleichzeitig online sein. Außerdem kann zukünftig gleichzeitig über das herkömmliche Festnetz telefoniert und gefaxt werden.

Sind vorhandene Kommunikationseinrichtungen nutzbar oder sind für Powerline spezielle Geräte notwendig?

Standardschnittstellen sichern den Betrieb vorhandener Geräte.

Wie aufwändig ist die Installation?

Es entsteht ein einmaliger Installationsaufwand am Hausanschlusskasten. Der Hausanschluss wird von RWE Powerline installiert.

Kann innerhalb eines Netzwerks über Powerline auf das Internet zugegriffen werden?

Das vorhandene Inhouse-Netz/LAN-Netz mit mehreren Rechnern kann über einen Rechner an RWE PowerNet angeschlossen werden. Der Anschluss erfolgt über die Ethernet- oder USB-Schnittstelle des Powerline-Modems.

Ist es sinnvoll, mehr Steckdosen vorzusehen als bisher?

Nein. Die Installation von zusätzlichen Steckdosen ist nicht erforderlich, denn in Zukunft wird das Powerline-Modem als Chip in den Geräten integriert sein. Dann erfolgt der Anschluss nur noch über das Stromkabel des Elektrogerätes.

Funktioniert Powerline auch bei Verlängerungskabeln mit Mehrfachsteckdose?

Es ist ohne weiteres möglich, Geräte über Verlängerungskabel mit Mehrfachsteckdose mit Powerline zu versorgen.

Welche Bandbreite hat das Backbone-Netz?

Für den Markttest in Essen nutzen wir Backbone STM -1 (155 MBit/s), wobei das Powerline-System über 2 MBit/s (netto) angebunden ist.

Wie groß ist die maximale Entfernung, über die Powerline Daten übertragen kann?

Die maximale Entfernung hängt von der Signalstärke ab. Die im Markttest in Essen eingesetzten Modems erlauben ohne Verstärker eine Übertragungsreichweite von 300 m.

Wie groß ist die maximale Entfernung von der Ortsnetzstation zum Haus?

Die Entfernung ist je nach städtischen, gemischten oder ländlichen Netzstrukturen unterschiedlich. Die durchschnittliche Entfernung beträgt etwa 350 Meter.

Bekommen einzelne oder müssen sich alle Computer des Haushaltes eine 2 Mbit-Verbindung ins Internet teilen?

Powerline stellt ein Shared-Medium dar. Das bedeutet, die an einer Ortsnetzstation angeschlossenen Haushalte teilen sich die zur Verfügung stehende Datenübertragungsrate (nicht die Zeit im Internet!). Da im Normalfall nicht alle gleichzeitig Daten herunterladen, steht für jeden einzelnen Nutzer genügend Bandbreite zur Verfügung. Ein Beispiel verdeutlicht dies: An einer Ortsnetzstation sind durchschnittlich 150 Haushalte angeschlossen. Geht man von einem Marktanteil von 10 Prozent von RWE PowerNet aus, würde dies bedeuten, dass 15 Haushalte pro Ortsnetzstation angeschlossen sind. Statistiken zeigen, dass davon jeweils 3 Teilnehmer gleichzeitig im Netz sind (aber nicht gleichzeitig Daten herunterladen!)
Würde trotzdem der unwahrscheinliche Fall eintreten, dass alle drei etwas gleichzeitig herunterladen, dann hätten Sie immer noch nahezu 700Kbit/s - immer noch wesentlich schneller als ISDN.

Benutzt Powerline den IPv4- oder den IPv6-Standard?

Powerline benutzt den heute im Internet üblichen IPv4-Standard zur Datenübertragung.

Wie wird Powerline an die Telekommunikationsnetze angebunden?

Die Anbindung erfolgt an der Trafostation über Kupfer- oder Glasfaserkabel.

Welche Schnittstellen werden von den Powerline-Geräten unterstützt?

USB mit dem Standart USB 1.1 sowie LAN sprich Ethernet-Schnittstelle mit 10 Mbps, das heit die Netzwerkkarte im Rechner muß ebenfalls 10mbps oder 100/10 Mbps können. TokenRing wird nicht unterstützt.

Welche Frequenzen/Frequenzbänder nutzt Powerline?

Die Powerline-Technologie arbeitet im Kurzwellenbereich zwischen 1 MHz und 30 MHz. Es handelt sich dabei um ein frequenz- und phasenmoduliertes Signal.

Wie ist der Stand des Markttests in Essen?

Der Internet-Zugang mit RWE Powerline ist seit Mai 2000 in Essen mit mehr als 200 Haushalten getestet worden. Der Markttest ist sehr erfolgreich verlaufen. Die Markttestteilnehmer nennen als Vorteile vor allem die Schnelligkeit, die Flexibilität im Haus und die einfache Bedienung.

Warum wird das "flache Land" nicht angeschlossen?

Auch das "flache Land" wird angeschlossen werden, soweit es sich um geschlossene Ortschaften handelt. Der Anschluss weitab liegender Häuser ist u.a. aufgrund der Beschränkungen durch die NB 30 noch nicht darstellbar.

Wo ist RWE PowerNet bereits erhältlich?

In Essen und Mülheim wird Powerline seit 1. Juli angeboten.

Wo wird RWE PowerNet anschließend angeboten werden?

Danach soll Powerline auch entlang der Rhein-Ruhr-Schiene von Dortmund über Duisburg, Bochum und Düsseldorf bis nach Köln und Bonn angeboten werden.

Wann werden es 100% sein?

RWE Powerline wird den Internet-Zugang überwiegend in Städten anbieten. Eine 100-prozentige Flächendeckung ist nicht geplant.