PLC stört Morgenandacht

Netzausbau© Thomas Aumann / Fotolia.com
Allerorts zeigen sich die Energieversorger begeistert von den neuen Möglichkeiten, die die sogenannte Power-Line-Communictaion (PLC) bietet. Internet- und Telefonzugang über die Steckdose - diese Zukunftsvision löst bei Vielen eine richtige Euphorie aus. Dabei vergessen werden die Amateurfunker. Der 36jährige Dipl.-Ing. Martin J. Voigt aus Magdeburg ist Mitglied im Verein deutscher Elektrotechniker und Inhaber einer Amateurfunkgenehmigung. Im folgenden Artikel, den der Magdeburger exklusiv für das strom magazin verfasst hat, erklärt er, warum er nicht in die Begeisterung um PLC einstimmen kann. Denn PLC stört nicht nur die Funker, sondern auch den Empfang einiger christlicher Sender über Mittelwelle.


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PLC stört Morgenandacht


Ein Artikel von Dipl.-Ing. Martin J. Voigt, VDE


In den letzten zwölf Monaten häufen sich Präsentationen der Power- Line- Communication (PLC) in den Medien. Das Internet ist voll von Webseiten, Artikeln und Beiträgen in Foren, in denen die hoffnungsvolle Erwartung zum Ausdruck gebracht wird, dass mit dieser neuen, zukunftsweisenden Technologie Schwung in das Internet kommt. Private Nutzer haben vor allem einen Zugang zum Netz der Netze: den Telefonanschluß. Dieser ist nicht für die Bandbreiten ausgelegt, die der multimediale Datenstrom der heutigen Zeit mit vielen Bildern, Animationen und Sounds benötigt. Die Kodierung von Daten erzeugt zu übertragende Frequenzspektren, die im Bereich der Datenmenge von Fernsehbildern liegen. Die Nutzung von selbst breit ausgelasteten Audio- Kanälen, wofür das Telefonnetz konzipiert ist, reicht nicht aus. Breite Frequenzspektren bedeuten vor allem hohe Frequenzen. Grob vereinfacht sind 1 Million Bit pro Sekunde das gleiche wie ein Megahertz. Damit stoßen die Frequenzen, die bei der Übertragung hoher Datenraten benötigt werden, in den Bereich vor, der durch verschiedene Funkdienste genutzt wird.


Bekanntlich haben Wechselströme die Eigenschaft, elektromagnetische Felder zu bilden, d.h. Funkwellen. Dabei reicht es aus, zunächst eine der beiden Komponenten zu bilden, d.h. entweder ein elektrisches oder ein magnetisches Wechselfeld, um in einiger Entfernung eine Funkwelle zu erzeugen. Bei der Übertragung von Frequenzen über Leitungen wird versucht, die um den Leiter entstehende Welle so zu bündeln, dass diese an die Leitung gebunden bleibt. Wichtig ist hierbei vor allem eine Kompensation von hin- und zurückfließendem Strom, um die Ausbildung eines Magnetfeldes zu vermindern, und ein koaxialer oder erdsymmetrischer Aufbau, um ein nach außen wirkendes elektrisches Feld zu vermeiden. Bei allen Bemühungen ist es jedoch unvermeidlich, dass eine Leitung in gewissem Umfang von dem zu übertragenen Signal nach außen abstrahlt. Ein einfaches Experiment zeigt diese Wirkung: Beim Breitbandkabel des Kabelfernsehens und des Rundfunks werden doppelt abgeschirmte Koaxialkabel mit einem Schirmungsmaß von 75 dB (im Bereich von 0,01 - 30 MHz) nach DIN VDE 0855 vorgeschrieben. Der Signalpegel im Kabel ist sehr niedrig, die Netze sind optimal aufgebaut und angepasst. Dennoch strahlen diese Netze so stark, dass die in ihnen verbreiteten Signale selbst in Entfernungen bis zu einigen hundert Metern mit normalen Heimgeräten empfangen werden können. Man stelle ein Kofferradio auf eine Frequenz eines Senders im Kabel ein, der örtlich nicht verbreitet wird, und dessen Frequenz nicht in der Nähe eines starken Lokalsender liegt. Innerhalb einiger Meter wird es meist möglich sein, diesen Sender aus dem Kabel auch zu empfangen. Diesen Versuch kann man ausweiten, z.B. mit dem Autoradio.


Die Sonderkanäle (Kabelkanäle) des Fernsehens nutzen auch Frequenzen, in denen sonst keine Fernsehsignale ausgestrahlt und von anderen Funkdiensten, z.B. Flugfunk und Polizei genutzt werden. Die Ausstrahlungen aus diesen optimal konstruierten Netzen verursachen deutschlandweit erhebliche Störungen und beschäftigen die Regulierungsbehörde für Telekommunikation und Post (RegTP). Genau an diese Erfahrungen knüpft die kritische Betrachtung von PLC an. Die zur Nutzung vorgesehenen Energiekabel sind nicht für die Übertragung von hochfrequenten Signalen geeignet. Die geerdete dreiphasige Netzstruktur in Niederspannungsnetzen der Energieverteilung kann eine Kompensation der Ströme nicht sicherstellen und erzeugt damit magnetische Felder. Die ungeschirmten Kabel dieses erdensymmetrischen Netzes verhindern keine Ausstrahlung von elektrischen Feldern. Einzig die Verlegung der Kabel in der Erde sorgt in diesem Teilbereich für eine gewisse Dämpfung. In den Trafostationen, Kabelverteilerschränken und vor allem im Hausanschlussbereich erfolgt keine Dämpfung, sondern eine Signalabstrahlung in den freien Raum. Insbesondere die Steigleitungen in den Häusern nach oben in die Wohnungen oder Büros wirken wie Stabantennen.


Da die Netzimpedanz durch die Energieverbraucher ständigen Schwankungen unterworfen ist sowie durch Energieverbraucher, die auch als Verbraucher der Signalenergie wirken ist es bei PLC erforderlich, mit wesentlich höheren Signalpegeln zu arbeiten als im Breitband- Fernsehkabel. Zusammen mit der niedrigeren Abstrahlungsdämpfung werden hier sehr hohe Signalpegel abgestrahlt. Messungen in den Gebieten, in denen PLC- Pilotprojekte durchgeführt wurden, bestätigen die Theorie. Es ist bis zu 100m Entfernung zu den versorgten Häusern kein Empfang von Rundfunksignalen möglich, auch nicht von stärkeren Sendern. Betroffen sind von diesen Störungen z.B. Hörer von Rundfunksendern, die nur über Lang-, Mittel- oder Kurzwelle zu empfangen sind. Das betrifft nicht nur ausländische Mitbürger, sondern, wie den Autor, auch einen wesentlichen Teil der Hörer des Evangeliums-Rundfunks oder von Radio Vatikan. Weiterhin sind alle Kurzwellen- Sprechfunkdienste betroffen, darunter Seefunk, Bundeswehr oder Funkamateure.


In den Statements der an der Durchsetzung der PLC- Technologie beteiligten Unternehmen wird, wenn überhaupt, dieses Problemen nur am Rande erwähnt. Da heißt dann z.B., dass zur Durchsetzung von PLC nur noch einige EMV- Normungsprobleme zu lösen seien. Normungsprobleme aus der Sicht der Unternehmen bedeutet, dass Mindestfeldstärken festgelegt werden, die ein Funksender erfüllen muss, um stärker als ein PLC- Signal zu sein. Signale von Sendern aus größerer Entfernung, die diese Normpegel nicht erreichen, werden dann per Normung als nicht mehr empfangswürdig eingestuft und nicht mehr regulativ geschützt. Problematisch wirkt sich hierbei auch aus, dass einige PLC- Systeme, von denen es Entwicklungen verschiedener Firmen mit unterschiedlichen technischen Ansätzen gibt, frequenzadaptiv wirken. Das bedeutet, dass sich das PLC- System vor den Störungen, die Funksender in das Kabel hineinstrahlen, schützt, in dem es diese Frequenzen nicht nutzt. Auf die Störungen die das PLC- System selbst verursacht, hat dies keinen Einfluss, obwohl die Möglichkeit dazu bestände. Eine bereits diskutierte Lösung ist, dass PLC eigene Frequenzbereiche erhält, in denen keine anderen Nutzer gestört werden.


Die bessere Lösung wird aber sein, ganz auf diese Technologie zu verzichten. Eine Technik, mit der bewusst andere Nutzer gestört werden, ist nicht modern. Das betrifft genauso die auf dem Telefonnetz basierenden Techniken ADSL /xDSL, bei denen die Probleme analog sind. Mit Koaxialkabelnetzen der Kabelnetzbetreiber, mit Glasfasernetzen der Telefon- und neuerdings auch der Kabelnetzbetreiber sowie zellularen Kurzstrecken- Funksystemen im GHz- Bereich stehen genügend technische Systeme zur Verfügung, mit denen die aufgezeigten Störprobleme nicht auftreten. Der Ausstieg von Firmen wie Norweb aus dem PLC- Projekt sowie die ablehnende Haltung der US- Fernmeldebehörde FCC nach Feldversuchen ist unter diesem Hintergrund zu sehen.