Powerline-Kommunikation im intelligenten Stromnetz

Powerline-Kommunikation nutzt die bestehende Leitungsinfrastruktur der Verteilnetze zur Datenkommunikation. Dafür wird der Stromleitung ein zusätzliches Signal aufmoduliert, das den originären Nutzen nicht beeinträchtigt.

Die zentralen Vorteile:

  • Hohe Verfügbarkeit: Alle relevanten Punkte des Stromnetzes werden direkt erreicht.
  • 100% Gebäudedurchdringung: auch zu den Zählpunkten im Untergeschoss.
  • Autarke Nutzung der eigenen Infrastruktur: Unabhängig von der Leistung und Verfügbarkeit anderer Netze wie GPRS/ LTE oder Glasfaser.
  • Kostengünstig: Keine laufenden Kosten für die Datenkommunikation dort wo PLC genutzt wird.
  • Beliebig skalierbar: Neue Zähler oder Messgeräte lassen sich jederzeit einfach in das bestehende PLC-Netz integrieren.

Breitband-Powerline

  • Auf einen Blick
  • Anwendungsfälle & Whitepaper
  • G.hn-Technologie
  • Mehrphasen-Technologie

Auf einen Blick

 

Breitband-Powerline (BPL) eignet sich ideal für das Smart Metering und die Datenkommunikation der Mehrwertdienste über das Smart Meter Gateway.

  • Außerordentliche Daten-Performance (200 Mbit/s)
  • 400 Meter projektierbare Reichweite zwischen den Geräten 
  • Kurze Reaktionszeiten
  • Robuste Konnektivität dank modernem G.hn-Standard
  • Investitionssicherheit durch internationalen Standard ITU-T G.9960 (G.hn)
  • Einfachste Installation dank zero touch deployment

Anwendungsfälle und Whitepaper

 

Breitband-Powerline ist die ideale letzte-Meile-Technologie. Sie verbindet zuverlässig alle intelligenten Messsysteme (iMSys) mit dem BPL Headend in der Ortsnetzstation. Dort findet ein Wechsel der Übertragungstechnik statt. In der Regel sind Ortsnetzstationen mit Glasfaser oder einer Funkanbindung erschlossen. 

Mehrwertdienste, die über das intelligente Messsystem gesteuert werden, können ebenfalls das BPL-Netz zur Kommunikation nutzen. Das hoch verfügbare BPL-Netz überzeugt mit seiner kurzen Reaktionszeit und hohen Datenraten.
 

Whitepaper PLC für Rollout

devolo G.hn wurde speziell für die Herausforderungen des Smart-Grid entwickelt:

  • Zero touch deployment: devolo G.hn Produkte beinhalten eine so genanntes „zero touch deployment“. Alle Geräte, die für einen Energieversorgerkunden produziert werden, verbinden sich automatisch (Deutschland-weit) mit jeglicher PLC-Domäne dieses Kunden.
  • Der große Vorteil: der Installationstechniker muss keine Konfigurationsmaßnahme durchführen. Anschließen, fertig! Die Geräte verbinden und konfigurieren sich selbst.
  • Dynamischer Wechsel der Domain (Automatic Domain Selection): Für die entfernten Geräte (Endknoten, Smart Meter Gateways, Repeater) erfolgt die Auswahl des Headends mit den besten Verbindungseigenschaften automatisch. 
  • Dynamischer Wechsel bei Verlust der Domain: Alle entfernten Systemkomponenten können sich bei Bedarf selbsttätig in angrenzenden Domains integrieren. 
  • Mehrstufige Datenverschlüsselung: devolo G.hn bietet mit der Transportlayer-Verschlüsselung nach AES128 bereits auf PLC-Level eine erhebliche Hürde für Eindringlinge. Darüber hinaus findet sowohl die Management- als auch die Datenkommunikation über abgesicherte VPN-Tunnel statt. Mit der BSI-konformen Datenverschlüsselung auf SMGW-Level kommt eine weitere Verschlüsselungsebene hinzu.
  • Netzwerk-Management über SNMP: devolo verwendet das SNMP v3 Protokoll. Darüber ist es möglich, die devolo G.hn Systemkomponenten in komplexe Netzwerk-Managementsysteme (Umbrella-System) zu integrieren. Das devolo BPL Headend fungiert dabei als SNMP Proxy für die nachgelagerten Repeater und Endgeräte.
  • Übertragungswege: Neben Ein-Phasen- ist auch Mehrphasen-Einkopplung für Infrastrukturkomponenten verfügbar.
  • Internationale Standards: Der Standard ITU-T G.9960 (G.hn) ist der derzeit modernste und zuverlässigste PLC-Standard im Smart-Grid. devolo hat zudem eine Co-Existenz mit dem internationalen Standard EN50561-1 vollständig implementiert. Das heißt, dass devolo-G.hn aktiv Funkdienste erkennt und deren Frequenzen „als guter Nachbar“ proaktiv meidet.

 

Zum Produkt

Mehrphasen-Einkopplung

 

Bei der mehrphasigen Einkopplung werden alle drei Phasen (L1, L2, L3) sowie der Neutralleiter (N bzw. PEN) zur Datenkommunikation genutzt. Zwei Wege L1/N oder L1/L2 (Phasenkanal 1) und L2/L3 (Phasenkanal 2) sorgen dafür, dass die Datenpakete den schnellsten Weg zu ihrem Ziel finden“ ersetzt werden.
Wenn Störsignale und Dämpfungen einen der Wege verlangsamt oder eine Übertragung verhindert, wird die Datenkommunikation über den zweiten Kanal aufrechterhalten. 
 

Typisches Beispiel: eine PV-Anlage stört auf einer Phase die Datenverbindung. Eine auf dieser Phase aktive Verbindung wäre erheblich beeinflusst. Bei der Mehrphasen-Einkopplung gelangen die Daten über die weniger gestörte Verbindung zum Ziel. So wird eine deutlich bessere Netzdurchdringung und eine stabilere Powerline-Kommunikation erreicht. 

G3-Powerline

  • Auf einen Blick
  • Anwendungsfälle
  • Standardisierung / G3-PLC Alliance
  • Referenz-Film

Auf einen Blick

 

Die G3-PLC-Technologie ist ein weltweit verwendeter Standard zur Datenkommunikation in Stromnetzen.

  • Hohe Reichweite
  • Keine Repeater
  • Für Smart-Grid-Szenarien
  • Für Smart-Metering ohne Mehrwertdienste
  • Weltweiter PLC-Standard

Die G3-PLC-Technologie nutzt das Frequenzband zwischen 10 und 500 kHz zum Datentransport. Dies ermöglicht eine Datenkommunikation über weite Strecken. Repeater werden in aller Regel nicht benötigt. Die herausragende Netzabdeckung ist der große Vorteil der G3-PLC-Technik. In Feldtests auf der Niederspannung hat devolo mit seinen Partnern Reichweiten von bis zu 1,7 Kilometer gemessen. Auf der Mittelspannung sind sogar über 11 km bewerkstelligt worden.
 

Anwendungsfälle

 

Insbesondere für Smart-Grid-Szenarien wie die Netzüberwachung und -steuerung bietet sich G3-PLC an. Aber auch als Alternative für die veraltete Analogtelefonie oder den CSD-Funk.
Die Möglichkeit große Distanzen mit G3-PLC zu überbrücken geht mit einer geringeren Bandbreite einher. Die tatsächlichen Übertragungseigenschaften sind dabei immer von den örtlichen Begebenheiten und der Netztopologie abhängig. Für Smart-Grid-Anwendungen verfügt der Netztechniker aber über ausreichend hohe Datenraten.
 

Standardisierung / G3-PLC Alliance:

 

Die G3-PLC-Technologie ist weltweit erfolgreich im Einsatz und standardisiert unter ITU-T G.9903.
Für die Interoperabilität unterschiedlicher Geräte und Implementierung sorgt die G3-PLC Alliance mit einem entsprechenden Zertifizierungsprogramm. Die devolo AG ist engagiertes Mitglied der G3-PLC Alliance. Dr. Anil Mengi, Director Strategic Positioning & Innovation bei devolo Smart Grid, leitet das Marketing der G3-PLC Alliance.

 

Whitepaper Regulation-PLC  (Englische Version)

Referenz-Film

 

devolo kann auf eine langjährige Erfahrung mit G3-PLC-Technologie verweisen. Einen der ersten Feldtests absolvierte devolo zusammen mit Vattenfall bereits im Jahr 2012. Schauen Sie sich unseren kurzen Projektfilm dazu an.

Vergleich: PLC-Technologien im Niederspannungsnetz

devolo BPL Modem

devolo G3-PLC Modem 500k


Projektierbare Reichweite (in Abhängigkeit der Netzeigenschaften und der Topologie)

400 Meter

1 km


Brutto-Datenrate

200 Mbit/s

500 kbit/s


Projektierbare Datenrate (Netto)

20 Mbit/s

Bis zu 50 kbit/s


Reaktionsgeschwindigkeit

typ. 60 mS

typ. 160 mS


Repeater

Für ein flächendeckendes BPL-Netz erforderlich

In der Regel nicht erforderlich


Nutzbarer Frequenzverbereich

2 - 25 MHz

150 - 490 MHz


Modulation

4096/1024/265/64-QAM, QPSK, BPSK (OFDM)

ROBO, DBPSK, DQPSK, D8PSK (OFDM)


Daten-Einkopplung

induktiv oder kapazitiv

kapazitiv


Besonderheit

Für Mehrwertdienste im Smart Metering geeignet.

Retrofit. Über die serielle Schnittstelle (RS232/RS485) können ältere Geräte kommunikativ angebunden werden.


Daten-Einkopplung

Die devolo BPL Modems können sowohl kapazitiv (für eine gleichmässige Netzabdeckung) als auch induktiv (zur Erzielung höherer Reichweiten) angeschlossen werden. Somit kann flexibel für jede Netztypologie und jedes Rollout-Szenario die geeignetste Form der Daten-Einkopplung gewählt werden.

 

Zum devolo BPL Headend

 

Zum devolo BPL Modem MV

(Mittelspannungsmodem)

 

Mehr zu induktiver Daten-Einkopplung finden Sie zum Beispiel auf der Website der Firma Eichhoff Kondensatoren GmbH.

 

 

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