„Bisher wurde die Implementierung von Smart Grids durch das Fehlen standardbasierter Lösungen behindert“, erläutert Michael Navid, Maxims Executive Business Manager für Powerline-Produkte. „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.“

„G3-PLC war von Anfang an als ein offener Standard für die globale Implementierung konzipiert“, ergänzt Michael Navid. „Maxim 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 G3-PLC-Protokoll außerdem von Dutzenden Elektrizitätsversorgern und unabhängigen Organisationen in aller Welt erfolgreich getestet und die Ergebnisse waren sehr überzeugend.“

G3-PLC wurde von mehreren internationalen Standardisierungsorganisationen (ITU, IEEE, CENELEC) übernommen, von Dutzenden Organisationen in aller Welt unabhängig getestet und von mehreren großen internationalen OEMs implementiert.

Die Vorteile von G3-PLC

Maxims G3-PLC-Technologie bietet die für ausgedehnte Stromnetze erforderliche Geschwindigkeit, Robustheit und Reichweite. G3-PLC ermöglicht 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. Das Protokoll gewährleistet dadurch eine zuverlässige Übertragung – selbst bei Störungen, die stärker als das Nutzsignal sind.

Im Gegensatz zu anderen PLC-Protokollen unterstützt G3-PLC die Kommunikation über Transformatoren hinweg. Dadurch können an jeden Datenkonzentrator mehr Kunden angeschlossen werden. 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.

Die G3-PLC-Spezifikation unterstützt den Internetprotokoll-Standard IPv6 und ermöglicht Internet-basierte Energiemanagementsysteme. Durch IPv6 erhöht sich die Anzahl der für Grid-fähige Geräte verfügbaren IP-Adressen drastisch. Das versetzt Versorger in die Lage, neue Anwendungen wie intelligente Hausgeräte oder Ladestationen für Elektrofahrzeuge zu unterstützen.

„In Zusammenarbeit mit Maxim hat Sagemcom die erste G3-PLC-Smart-Meter-Lösung entwickelt, die IPv6 unterstützt“, berichtet Eric Rieul, Deputy CEO Sagemcom Energy and Telecom. „Diese Lösung wird derzeit in Frankreich implementiert; wir werden damit beweisen, dass diese OFDM-Technologie die Anforderungen der ERDF und anderer Elektrizitätsversorger an Robustheit, Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit erfüllt.“ G3-PLC arbeitet mit Trägerfrequenzen zwischen 10 kHz und 490 kHz und ist mit internationalen Powerline-Signalisierungsstandards wie CENELEC, FCC und ARIB konform.

MAX2991/MAX2992: Voll-integrierter G3-PLC-konformer Chipsatz

MAX2992 ist eine System-on-Chip-Lösung (SoC), die die Hardware für die PHY- (Physical Layer) und MAC-Schichten (Media Access Control) sowie einen 32-Bit-Mikrocontroller-Core in sich vereint. MAX2991 ist ein Analog-Front-End (AFE) neuester Technologie, das eine zweistufige AGC-Schaltung (Automatic Gain Control, automatische Verstärkungsregelung) mit einem Dynamikbereich von 62 dB und integrierte, programmierbare Filter enthält.

Der Chipsatz bietet zahlreiche Innovationen:

  • Konform mit weltweit verbreiteten Standards wie CENELEC, ARIB und FCC (10 kHz bis 490 kHz)
  • Plug-and-play-Architektur, um die Implementierungskosten zu senken
  • Unterstützung für IPv6 ermöglicht Internet-basierte Energiemanagementsysteme
  • Verbesserte CSMA/CA- und ARQ-Funktionalität (Automatic Repeat Request) und Mesh-Routing-Protokill zur Unterstützung aller gängigen MAC-Dienste für diverse Netzwerktopologien
  • Schneller CCM-Authentifizierungsprozessor mit AES-128 zur Ver- und Entschlüsselung für größtmögliche Datensicherheit
  • Adaptive Trägerfrequenzzuordnung für optimale Bandbreitennutzung
  • Robust-Modus für fehlerfreie Kommunikation über gestörte Kanäle
  • Zweistufige Vorwärts-Fehlerkorrektur (FEC, Forward Error Correction) für robuste Datenkommunikation über gestörte Powerline-Kanäle