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Trägerfrequenzanlage

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Als Powerline (auch Powerline Communications oder PLC, in älteren Werken auch als TFA = Trägerfrequenzanlage) bezeichnet man die Möglichkeit zur Datenübertragung über das Stromnetz.

Vorteilhaft ist, dass vorhandene Stromleitungen genutzt werden können, also keine neuen Kabel verlegt werden müssen. Nachteil können die Geschwindigkeit (übertragene Bit pro Sekunde) und die Abstrahlung störender Frequenzen sein. Die Regulierungsbehörde für Telekommunikation und Post hat in ihrem Tätigkeitsbericht 2002/2003 festgestellt, daß die Hersteller und Betreiber von Powerline-Communications ihre Aktivitäten in Deutschland inzwischen bis auf wenige Ausnahmen eingestellt haben und erwähnt in diesem Zusammenhang die unerlaubt hohen Funkabstrahlungen (Störfeldstärken). Inzwischen wird PLC zunehmend kritisch gesehen, da die enorme Abstrahlung Funk per Kurzwelle praktisch unmöglich macht. Aus diesem Grund kam es zu massiven Protesten von Funkamateuren. Zudem ist inzwischen fraglich, ob in Zeiten drahtloser Kommunikation in eine relativ geringe Internetqualität über Stromleitungen überhaupt investiert werden sollte.

Rundfunk

PLC ist keine neue Technik, sondern wurde schon vor Jahrzehnten zur Verbreitung von Rundfunkprogrammen im Langwellenbereich über Strom- und Telefonleitungen genutzt. In Deutschland wurde diese Technik als Drahtfunk, in der Schweiz als Schweizer Telefonrundspruch und in Norwegen als Linjesender bezeichnet. In Russland war dieses System sehr verbreitet, denn es gestattete nur den Empfang russischer Sender. Noch heute wird diese Technik in einigen Ländern zur Rundfunkversorgung verwendet. Sie beruht auf der Übertragung von Informationen mit Hilfe modulierter hochfrequenter Ströme, die über Starkstromleitungen geleitet werden und in den Kopfstationen über spezielle Transformatoren auf die Leitungen gegeben werden. Um unkontrollierte Ausbreitung von PLC-Signalen in den Hochspannungsnetzen zu verhindern, werden an Leitungsabzweigen und in Umspannwerken spezielle Sperrdrosseln für PLC-Signale - meist in Stromschlaufen von Abspannmasten oder Abspannportalen - installiert.

Fernsteuerung und Messdatenübertragung

PLC-Verfahren werden schon seit Jahrzehnten zur Steuerung von Geräten wie z.B. der Straßenbeleuchtung oder Trafostationen, für die Umschaltung vom Nachtstromtarif zum Tagstromtarif oder zur Übermittlung von Messdaten und Nachrichten (gelegentlich auch Gesprächen, die meist nach dem Verfahren der Einseitenbandmodulation übertragen werden) eingesetzt. Hierbei kommen verschiedene Frequenzbereiche zum Einsatz. Für zentral auszuführende Fernsteueraufgaben, wie Tarifumschaltung von Zählern, werden Frequenzen unterhalb des Langwellenbereichs (ca. 1 kHz) verwendet, da Signale mit diesen Frequenzen nur relativ geringen Dämpfungen, die durch Leitungsinduktivitäten und Leitungskapazitäten hervorgerufen werden, unterliegen und somit jedes Endgerät erreichen können (siehe http://www.vlf.it/polard/rcf.html auf englisch). Diese Anlagen verursachen wegen ihrer niederen Frequenz keine Störungen des Rundfunkempfangs.

Nachrichtenaustausch

Für den Nachrichtenaustausch zwischen Einrichtungen von Energieversorgungsunternehmen werden PLC-Anlagen im Frequenzbereich zwischen 30 kHz und 500 kHz verwendet. Da diese Signale im Regelfall über die Leiterseile von Freileitungen übertragen werden, können sie im näheren Umfeld der jeweiligen Leitungen (bis zu einigen hundert Metern Abstand von der Leitung) den Empfang von in diesem Frequenzbereich arbeitenden Funkdiensten, wie den Langwellenrundfunksendern, dem Funkuhrsender DCF77 oder dem Navigationssystem LORAN-C der See- und Luftfahrt mitunter beträchtlich stören.

Aus diesen Gründen und wegen der geringen maximalen Übertragungsbandbreite werden zum Zweck der Nachrichtenübermittlung innerhalb von Energieversorgungsunternehmen PLC-Anlagen zunehmend stillgelegt und durch Richtfunksysteme oder Kabel (meist Glasfaserkabel) ersetzt.

Inhouse-PLC

Im häuslichen Bereich ist das so genannte Babyfon die wohl bekannteste Anwendung dieser Technik. Es arbeitet auf Frequenzen um 100 kHz, also unterhalb des Langwellenrundfunkbereichs. Heutzutage geht der Trend auch in Richtung "vernetzte Hausgeräte", meist über EHS bzw. Konnex. So entwickelt Siemens serve@Home, von Miele gibt es Miele@home-Produkte und in der Schweiz findet man ZUG-Home von der V-ZUG AG. Das Ziel ist jeweils, den Mehrwert bei der Gerätenutzung zu steigern und neue (Fern)bedienmöglichkeiten zu schaffen.

Zur Vernetzung von Computern im Rahmen eines LANs kann (eine andere Variante von) PLC eingesetzt werden. Diesbetreffende Standards sind z.B. Homeplug oder zukünftig UPA. Die verwendeten Frequenzen im Bereich von ca. 1 bis 30 MHz können Störungen verursachen und abgehört werden.

Internet per PLC

Bei Powerline Communications (Internet aus der Steckdose) wird ein Internetzugang über das Stromkabel auf der Strecke zwischen Steckdose und Trafostation bereitgestellt.

In der Trafostation ist der Übergang zu reinen Internetleitungen, dem Backbone. Da auf der Strecke Trafostation und Hausanschluss sowie auf der Strecke Hausanschluss und Steckdose verschiedene Frequenzen verwendet werden, sind insgesamt drei Adapter notwendig: Einer in der Trafostation, einer am Hausanschluss beim Stromzähler, und einer an der Steckdose. Der Hausanschluss darf höchstens ca. 300m von der Trafostation und höchstens ca. 100m von der Steckdose entfernt sein, höhere Reichweiten sind nur mit Verstärkern möglich.

Der verwendete Frequenzbereich ist 1 bis über 30 MHz, dabei sind pro Trafostation 4,5 MBit/s möglich, mit verbesserter Technik bis 14 MBit/s. Dies müssen sich allerdings die ca. 50-150 an einer Trafostation angeschlossenen Teilnehmer teilen.

Abstrahlung

Weil Stromleitungen in der Regel ohne jegliche Abschirmung installiert werden, wirken diese wie Antennen und strahlen die PLC-Signale in die Umgebung ab (Video und Tondokumente [1]).

Da eine Stromleitung ohne Abschirmung auch Signale aus der Umgebung und von angeschlossenen Geräten aufnimmt, besteht das Problem darin, dass zur Aufrechterhaltung einer guten Verbindung hohe Sendepegel der PLC-Modems notwendig sind. Hohe Sendepegel der Modems führen aber zu höheren abgestrahlten Signalen.

Mit empfindlichen Empfängern können unter Verwendung von Richtantennen PLC-Signale noch in einigen Dutzend, manchmal sogar in einigen hundert Kilometern Entfernung von der Leitung empfangen werden.

Im Kurzwellenbereich kommt es insbesondere in Gebieten mit oberirdischer Verlegung der Stromleitungen zu Störungen des Kurzwellenempfangs.

Im österreichischen Linz mussten wegen der Störstrahlung diese Anlagen zeitweise stillgelegt werden. Die Behörde begründete ihre Entscheidung damit, dass PLC wegen der Störstrahlung nicht dem Stand der Technik entspricht.

In Deutschland gibt es Höchstwerte für PLC-Störstrahlung, die in der Nutzungsbestimmung 30 (NB30) des Frequenzbereichszuweisungsplans festgelegt sind. Nach Beschwerden eines Funkamateurs, bei dem Störungen auftraten, hat die Regulierungsbehörde für Telekommunikation und Post gegen einen PLC-Betreiber in Mannheim eine sofort vollziehbare Anordnung erlassen, nach der die Höchstwerte nicht mehr überschritten werden dürfen. Diese Entscheidung hat das Verwaltungsgericht Karlsruhe im einstweiligen Verfügungsverfahren bestätigt (Az. 11 K 233/05, nicht rechtskräftig, [2]).

Siehe auch

Deutschland

Österreich

Schweiz

Abstrahlungen

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