»Intelligente« Stromversorgungsnetze Allianz fördert Smart Grid

Bisher wurde die Implementierung von Smart Grids durch das Fehlen standardbasierter Lösungen behindert. Die Ausstattung vorhandener Stromnetze mit »Intelligenz« wird zig Milliarden Dollar kosten. Elektrizitätsversorger brauchen standardbasierte Lösungen, damit ihre Investitionen geschützt sind, sie unter mehreren Lösungsanbietern wählen können und neue Services und Ausrüstung problemlos integrieren können. Zwölf Unternehmen haben sich daher zur »G3-PLC Alliance« zusammengeschlossen.

Auf der Metering Europe Conference wurde die »G3-PLC Alliance« vorgestellt, in der sich Maxim mit elf anderen Unternehmen der Smart-Grid-Branche zu einer globalen Partnerschaft zusammengefunden hat. Ziel ist es, die Implementierung des ursprünglich von Maxim entwickelten Powerline-Kommunikationsprotokolls G3-PLC voranzutreiben.

G3-PLC war laut Maxim von Anfang an als offener Standard für die globale Implementierung konzipiert. Das Unternehmen hat in Zusammenarbeit mit ERDF (Electricité Réseau Distribution France) und Sagemcom die Spezifikation definiert, Feldversuche durchgeführt und im vergangenen Sommer ein Pilotsystem für Kunden in Frankreich implementiert.

Seit seiner Veröffentlichung im Jahr 2009 wurde das Protokoll außerdem von Dutzenden Elektrizitätsversorgern und unabhängigen Organisationen in aller Welt erfolgreich getestet und die Ergebnisse waren sehr überzeugend. Dank Verwendung hoch entwickelter Breitbandkommunikationstechnologien ermöglicht G3-PLC selbst in störsignalverseuchten Stromnetzumgebungen Übertragungsraten bis zu 300 kBit/s.

Bei der dem Protokoll zugrunde liegenden OFDM-Technologie (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) werden die zu übertragenden Daten auf mehrere Träger verteilt, wobei gestörte Trägerfrequenzen gemieden werden. G3-PLC bietet einen Robust-Modus und verwendet eine bandbreiteneffiziente Kanalcodierung mit interner Fehlerkorrektur. Dadurch gewährleistet das Protokoll eine zuverlässige Übertragung - selbst bei Störungen, die stärker als das Nutzsignal sind. G3-PLC arbeitet mit Trägerfrequenzen zwischen 10 kHz und 490 kHz und ist mit internationalen Powerline-Signalisierungsstandards wie CENELEC, FCC und ARIB konform.

Diese Robustheit kann die Implementierungskosten für Elektrizitätsversorger ganz erheblich verringern. Im Gegensatz zu anderen PLC-Protokollen unterstützt G3-PLC die Kommunikation über Transformatoren hinweg. Dadurch lassen sich an jeden Datenkonzentrator mehr Kunden anschließen. Folglich kommt man mit weniger Konzentratoren aus; das spart Material-, Installations- und Wartungskosten.

G3-PLC ermöglicht zudem eine schnelle Kommunikation über lange Mittelspannungsleitungen. In Tests wurden Übertragungsstrecken von 10 km (ohne Repeater) realisiert. G3-PLC spart teure Repeater ein und kann dadurch dem Anwender einen signifikanten Kostenvorteil gegenüber anderen drahtgebundenen und drahtlosen Technologien bieten.

Die G3-PLC-Spezifikation unterstützt IPv6 und ermöglicht Internet-basierte Energiemanagementsysteme. Durch IPv6 erhöht sich die Anzahl der für Grid-fähige Geräte verfügbaren IP-Adressen drastisch. Dadurch können Versorger neue Anwendungen wie zum Beispiel »intelligente« Hausgeräte oder Ladestationen für Elektrofahrzeuge unterstützen.

Mit dem »MAX2992« hat Maxim auch eine entsprechende System-on-Chip-Lösung vorgestellt, welche die Hardware für die PHY- und MAC-Schichten sowie einen 32-Bit-Mikrocontroller-Core in sich vereint. Der »MAX2991« wiederum ist ein dazu passendes Analog-Front-End (AFE), das eine zweistufige AGC-Schaltung (Automatic Gain Control) mit einem Dynamikbereich von 62 dB und integrierte, programmierbare Filter enthält. Der Chipsatz bietet unter anderem einen schnellen CCM-Authentifizierungsprozessor mit AES-128 sowie eine zweistufige Vorwärts-Fehlerkorrektur (FEC) für robuste Datenkommunikation über gestörte Powerline-Kanäle.