Broadband-over-Powerline (BPL) macht Smart Home und Smart Grid möglich

Powerline-Kommunikation – Basistechnik für die intelligente Haus-Vernetzung

| Autor / Redakteur: Jean-Philippe Faure / Andreas Donner

Das SmartHome in Japan ist der Prototyp eines intelligent vernetzten Hauses und wurde von der HD-PLC Alliance und Panasonic realisiert
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Das SmartHome in Japan ist der Prototyp eines intelligent vernetzten Hauses und wurde von der HD-PLC Alliance und Panasonic realisiert

Intelligente Netze und Infrastrukturen für Häuser sind sowohl im B2B- als auch im B2C-Umfeld seit langem ein Thema – ein Thema, das bislang aber vor allem durch proprietäre Technologien und langsames Wachstum gekennzeichnet war. Broadband-over-Powerline (BPL; IEEE-1901) soll dies nun ändern.

Ein wichtiger Schritt zum großen Ziel „Smart Home“ bzw. „Smart Grid“ ist die großflächige Etablierung von Broadband-over-Powerline (BPL). Die Ratifizierung des IEEE-1901-Standards für BPL hat Ende 2010 die Weichen dafür gestellt. Diese Entwicklung bietet eine grünere, robustere und kostengünstigere Alternative für die Installation von Breitband-Datennetzen in Gebäuden sowie für die Überbrückung der „letzten Meile“ und ist damit die Schlüsseltechnologie für eine Vielzahl von Anwendungen – einschließlich intelligenter Energienetze, Transport und Local Area Networks (LANs).

Mithilfe eines Daten-Modems, das ein Trägersignal von weniger als 100 MHz erzeugt, können IEEE-1901-konforme Produkte Daten mit einer Geschwindigkeit von bis zu 500 MBit/s über Standard-Stromleitungen übertragen, egal welche Spannung diese Leitungen führen. Die Datenrate reicht aus, um Video-Informationen zu übertragen und übertrifft die Datenraten der meisten drahtlosen Netzwerktechnologien.

Geräte, die dem Standard entsprechen, haben Reichweiten von bis zu 1.500 Metern. Zusätzlich können Leistungsverstärker installiert werden, um die Reichweite für Smart-Grid-Anwendungen um mehrere Kilometer zu erweitern.

Standardisierte BPL-Technologie

Die Etablierung einer stabilen und standardisierten BPL-Technologie bietet die Möglichkeit, eine neue, leistungsfähige und kostengünstigere Hybrid-Netzwerk-Architektur einzuführen, die alle Vorteile von Glasfaserleitungen, Powerline und der Wireless Networking-Technologien kombinieren kann.

Drahtlose Netzwerke können insbesondere dort eingesetzt werden, wo sie schon immer am sinnvollsten waren – auf den letzten Metern zwischen dem Wireless-Knoten und Endgeräten wie PC, TV oder Handy. Leitungen müssen nicht mehr durch Wände von Häusern, Geschäften und Schulen gezogen werden, sondern können verwendet werden, um High-Speed-Verbindungen vom Hauptverteiler bis zum Hausanschluss herzustellen.

Mit Datenraten von bis zu 500 Mbit/s über die gleichen Stromleitungen, die zur Stromversorgung für Unternehmen, öffentlichen Einrichtungen oder auch für Privathaushalte genutzt werden, können IEEE-1901-BPL-konforme Geräte Distanzen von bis zu 1.500 Metern überbrücken. Jede Steckdose kann somit auch gleichzeitig als Netzwerkknoten genutzt werden und einige der überzeugendsten Vorteile eines Smart Grids unterstützen.

Zum Beispiel ist es damit möglich, das elektrische Netz zur Heimautomation zu nutzen, indem Licht sowie elektronische Geräte ohne Installation von weiteren Kontrollgeräten gesteuert werden können. Zudem kann der heimische Computer über dieselbe Netzinfrastruktur mit peripheren Geräten sowie dem Home Entertainment kommunizieren. Damit können Daten ohne die Verwendung weiterer Netzwerkkabel ausgetauscht werden, beispielsweise für Anwendungen wie High-Definition-Video-Streaming (HD), IP-Spiele, vereinfachter Bild- und Tonverteilung, aber auch erweiterten Heimsicherheitssystemen. Für Unternehmen hingegen gehören unter anderem Enterprise Services wie Digital Signage und Triple-Play-Kommunikation zu den Vorteilen von BPL.

Es gibt aber noch weitere wichtige Vorteile gegenüber proprietären Technologien: Mit IEEE1901 BPL wird so über das Stromnetz kommuniziert, dass auch bestehende IP-Netzwerk-Protokolle unterstützt und IPv6-Kompatibilität geboten wird. Damit ist jede Steckdose ein potentieller Vernetzungsknoten und – im Gegensatz zu Wireless-Technologien – ist IEEE 1901 BPL praktisch immun gegen Interferenzen und RF-Barrieren wie dicke Wände, Feuerschutztüren, etc. Zudem soll die Standarderweiterung IEEE 1901.2 in einem nächsten Schritt die Datenübertragung über das Stromnetz im Smart Grid, etwa zum Fernauslesen von Verbrauchszählern für Strom, Gas oder Wasser, und für Heimautomationsvernetzung definieren.

Ein weiterer Vorteil: Die Kosten für eine lokale BPL-Installation beschränken sich auf die Kosten für das Modem. Damit entstehen viele Synergien mit den so genannten „Fiber-to-the-Premises Networking Technologies“, also Netzwerktechnologien für die Datenübertragung innerhalb von Gebäuden, Konferenzkomplexen, Werksgeländen, Privatgrundstücken etc. über Glasfaser-Leitungen, die früher in der Regel auch eine wirtschaftliche Herausforderung waren.

Für einen noch nicht lange ratifizierten Standard kann IEEE 1901 BPL bereits eine bemerkenswert entwickelte installierte Basis aufweisen, einschließlich diverser Test- und Zertifizierungsprogramme, die häufig eine wachsende Zahl neuer Produkte nach sich ziehen.

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