Das Stromnetz wird zur Datenautobahn ITU 9955/9956, alias G3-PLC-schafft Regelwerk für Fern-PLC

Der Baustein MAX2992 ist ein PLC-Modem, das zusammen mit dem Analog-Front-End (AFE) MAX2991 die erste voll-konforme G3-PLC-Chipsatz-Lösung darstellt.
Der Baustein MAX2992 ist ein PLC-Modem, das zusammen mit dem Analog-Front-End (AFE) MAX2991 die erste voll-konforme G3-PLC-Chipsatz-Lösung darstellt.

Mit einem neuen Standard wird das Wechselstromnetz für Datenübertragung über große Distanzen fit gemacht. Erste Halbleiterlösungen sind bereits am Markt.

Nicht nur theoretisch, sondern auch praktisch eignen sich Stromversorgungsleitungen zur Datenübertragung. Denn über kurze Distanz funktioniert Datenübertragung über Stromleitung (Power Line Communication, PLC) schon seit etlichen Jahren sehr gut, sogar mit hohem Datendurchsatz. Überlandleitungen stellten aber bisher noch eine große Hürde dar, die unter anderem daher rührt, dass sich Hochspannungstransformatoren im Übertragungsweg befinden. Und die generelle Störanfälligkeit bei Fernübertragung war stets ein weiteres Hindernis. Eine ausgeklügelte Übertragungstechnik überwindet diese Widrigkeiten und ist seit kurzem zum Standard »G3-PLC« auserkoren worden.  

Der Powerline-Standard G3-PLC wird bei der International Telecommunication Union (ITU) unter der Nummer ITU 9955/9956 geführt. Die ITU hat sie Anfang 2012 als neuen Standard für niederfrequente, OFDM-basierte Schmalband-Powerline-Kommunikation (NB-PLC) anerkannt.

Die G3-PLC Alliance hat den neuen Standard definiert und treibt ihre Verbreitung sowie die Interoperabilität der technischen Lösungen voran. Gründungsmitglieder der G3-PLC Alliance sind unter anderem das französische Energieversorgungsunternehmen ERDF, die Gerätehersteller Cisco und Landys+Gyr sowie die Halbleiterhersteller Maxim Integrated Products, ST Microelectronics und Texas Instruments.

G3-PLC ist deshalb wichtig für die LED-Beleuchtungstechnik, weil er den Installationen dank Kommunikationsfähigkeit über die Versorgungsleitung diejenigen Funktionen unterstützt, die dank der LED in der Beleuchtungstechnik überhaupt erst möglicht erst möglich werden. Dazu gehören die problemlose Dimmbarkeit.

Derzeit ist G3-PLC der einzige NB-PLC-Standard, der das Internetprotokoll IPv6 unterstützt und dadurch neue, internetbasierte Energiemanagementsysteme ermöglicht. Die Spezifikation optimiert außerdem die Bandbreite, sieht eine Fehlerkorrektur vor und arbeitet mit einer höheren Datenrate, die bidirektionale Kommunikation für Demand-Response-Management und andere Smart-Grid-Anwendungen unterstützt. Dank der erhöhten Betriebsssicherheit bei drastisch reduzierten Kosten ist auch Powerline-Kommunikation über Transformatoren möglich.

Damit die Kommunikation auch in problematischen Netzen stabil läuft, bedient sich das System diverser Methoden wie Multicarrier und Adaptive Tone Mapping um die besten Kanäle mit optimaler Bandbreite auszumachen. Forward Error Correction stellt die Übertragungsgüte sicher. G3PLC definiert sogar einen so genannten Robust Mode, der beachtliche 300 kbps überträgt. Das Signal durchläuft einen 10-kV-Trafo im Mittelspannungsnetz und kommt dabei auf eine Reichweite von getesteten 10 km. Das senkt die Zahl der Repeater und Konzentratoren. Die Verschlüsselung nach AES-128 gewährleistet die Vertraulichkeit der Übertragung.

Das unterstützte Frequenzband reicht von 10 kHz bis 490 kHz und entspricht den internationalen Vorschriften für die Signalgabe über Versorgungsleitungen, darunter CENELEC, FCC und ARIB.

Halbleiterbausteine für G3-PLC gibt es bereits von diversen Herstellern. Den ersten seiner Art stellte Maxim im vergangenen Jahr mit dem Baustein MAX2992 vor. Dieser ist ein PLC-Modem, das zusammen mit dem Analog-Front-End (AFE) MAX2991 die erste voll-konforme G3-PLC-Chipsatz-Lösung darstellt.