Back to Main Page This information is provided by Johnson Consulting

När får vi Bredband över elnätet?

Bredbands-access till Internet vill vi alla (?) ha. För privatpersoner kan detta bli tämligen dyrt. Man har att välja på:
  • Fastighetsnät (om det finns där man bor)
  • XDSL via telenätet
  • ISDN via telenätet
  • XDSL via elnätet
  • Radiokommunikation
  • Den kommande 3G-tekniken

Teleförbindelser finns till praktiskt taget alla bostäder i Sverige. Men ISDN kräver en vill kvalitet på kablarna, och det kan kosta att låta uppgradera dessa. ADSL (som är den vanligaste varianten av de standarder som gemensamt brukar betecknas "XDSL") kan inte alla abonnenter i ett bostadsområde få tillgång till, beroende på överhörning och andra störningar mellan trådarna. Telias ADSL är dessutom inte tillförlitlig (till skillnad från ISDN, där bandbredden garanteras). Den trådlösa 3G-tekniken blir dyr och är mycket kontroversiell, både i Sverige och i andra länder.

I det läget blir det förstås intressant att använda elnätet för bredbandskommunikation, eftersom elförsörjningsnätet också når praktiskt taget alla bostäder. Hur ser läget ut där?

Elektrisk ström i en ledning ger upphov till ett elektro-magnetiska fält. Detta fält ändrar sin frekvens i takt med strömmen.

Figure 1


Det har länge gjorts försök, i Canada, Israel och i andra länder, att använda elkablarna för bredbandskommunikation, försök som dock inte slagit så väl ut. En EMC-standard för telekommunikation via elnätet kan komma tidigast i februari 2004. Troligt är dock att standardiseringsarbetet drar ut på tiden och att det dröjer två år till, innan tekniken blir kommersiellt intressant.

Problemen är både av teknisk och kommersiell natur. Dröjsmålet orsakas av att många problem måste lösas; där har vi den tekniska biten, som vi ska titta närmare på längre ned. Under den tiden kan konkurrerande tekniker komma att etableras i sådan grad att det är fråga om det marknadsmässigt finns plats för ytterligare ett slag av bredbandskommunikation. Detta gör att det är vanskligt att satsa på denna teknik. Åtminstone gäller det för de nordiska länderna där telenäten har god kvalitet, är väl utbyggda och kan användas för XDSL (dvs. ADSL, SHDSL, VDSL etc). WLAN är en annan bredbandsteknologi på frammarsch och det finns redan kabel-tv-nät.

Dessutom kan satellitkommunikationen komma att utvecklas på bredare basis, liksom direkta radiolänkar för hushåll. Där har vi alltså den kommersiella biten; frågan om en bra fungerande standard för bredbandskommunikation på elnätet blir klar i tid för att kunna hävda sig. Störst intresse i Europa för allmän access till bredbandskommunikation via elnätet, PLT (som står för Power Line Telecommunication) finns i länder som Portugal och Grekland, vilka har en mindre utbyggd infrastruktur för telekom.

Två motstridiga krav präglar den kommande utvecklingen: Å ena sidan en önskan att öka konkurrensen mellan olika bredbandsaccessteknologier och å andra sidan en vilja att inte fördärva radiomiljön. De mest extrema, på var sin kant, uttrycker att “vi kan lika gärna avskaffa radiokommunikation upp till 30 MHz för att i stället få bredband via PLT” respektive “vi skall skärpa kraven för att förbättra radiomiljön”.

Ronald Storrs, specialist inom Post & Telestyrelsens avdelning för radiospektrum, är ordförande den arbetsgrupp som på uppdrag av Cenelec och Etsi skall ta fram EMC-standarder för elnätskommunikation. Problemet är att den kabel som skall överföra telekommunikation också fungerar som sändarantenn (se figur 1 ovan). Elkabeln från transformatorstationen till hemmen kan typiskt vara 200-500 meter lång. Det innebär både att transmissionsenergi försvinner från kabeln utefter vägen, och att radiovågsförbindelser i aktuellt frekvensområde störs. Alla ledningar som innehåller elektrisk ström skapar ett elektromagnetiskt fällt i sin omgivning. För likström är detta fält stationärt, men när frekvensen ökar, så ökar också, proportionellt sett, den energi som strålas ut. Redan starkströmsfrekvensen (50 Hertz) påverkar den närmaste omgivningen kring kablarna, och detta blir mer påtagligt vid bredbands-frekvenser. Dock är det förstås så att den strömstyrka som svarar för bredbandskommunikationen bara är en bråkdel av matarströmmen till transformatorerna.

Sedan skiljer sig nätstrukturerna åt. I de nordiska länderna har man 3-fasnät så långt det är möjligt medan det i England är vanligast med 1-fas. Ytterligare ett problem är att varierande belastning på näten resulterar i att kabelimpedanserna ändras från tid till annan, vilket i sin tur påverkar transmissions- och strålningsegenskaperna. På landsbygden förekommer ofta blanktråd vilket givetvis ökar störutstrålningen i hög grad.

Det finns två typer av grundsyn på hur man skall kvantifiera störutstrålningen. Den ena bygger på fältmätningar, förespråkad av dem som värnar om radiomiljön. En tysk föreskrift, MB30, bygger på detta synsätt. Den andra modellen bygger på en "common-mode"-värde strömgräns gentemot standarden EN550022. Att kraftleverantörerna har en stark önskan att etablera sig bland telekomleverantörerna har vi redan sett. PLT är dock inte enda sättet. När man idag installerar och bygger ut elnät ser man i många fall till att man även lägger ned kablar med kanaler för att enkelt kunna lägga in fibrer i framtiden.

I ett längre perspektiv kommer den bredbandiga fiberkabeln att segra som bärare av datakommunikation även fram till hemmen, och dragning av koppartråd förekommer knappast längre. I detta läge kan en utdragen process för att få fram en standard för PLT komma att leda till att kraftbolagen direkt satsar på fiber istället för PLT. Detta vore också vettigast: PLT har ett marknadsmässigt sett begränsat tidsfönster (dvs. den tid innan PLT blir passé) att verka i och att i stället satsa på fiber innebär att man inte riskerar att försämra en del av omgivningens radiospektrum genom strålning, som nämndes ovan.

Det är heller inte bara radio-störningarna som ger problem. På grund av dämpningen samt varierande och ej klart definierade nätimpedanser kan man inte uppnå den stora bandbredd som många först hoppades på. Till det kommer störningar som genereras i elnäten och även svårigheten för olika enheter i elnätet att identifiera varandra.

Stora företag som Nortel och Siemens har lagt ned utvecklingen av PLT. Nu återstår ett antal nischföretag som håller hårt i sina patent vilket får till följd att bristen på offentlig information försenar standardiseringsarbetet. Farhågorna här i Sverige för att få ett försämrat radiospektrum, upp till 30 MHz, uttrycks av såväl försvaret som räddningsverket. Försvaret är beroende av kortvågskommunikation för att kunna kommunicera med enheter bortom horisonten, kanske i andra länder. Många invandrare lyssnar på kort- och mellanvåg för att ta emot sina hemländers sändningar. I och för sig skulle räddningsfrekvenserna praktiskt sett kunna skyddas med selektiva notch-filter, men det blir i så fall en ytterligare investering. Således; inga lysande framtidsutsikter för elnäts-bredband.


Dela LAN med dina grannar

Datamodem för elnätet

Det finns numera modem som gör att du kan använde elnätet för data-kommunikation. "Powerline Bridge" kostar f.n. under 1.000 SEK och har modularkontakt som passar till bredbandsuttaget, xDSL-modem och Ethernetkort. Det finns också modem för USB-anslutning. Du kan koppla ihop dina datorer med dina grannars, även ganska avlägsna sådana. Kommunikationen blir inte särskilt snabb jämfört med vanliga LAN, och kvaliteten på förbindelsen sjunker också med avståndet. Men annars blir förhållandena desamma som med ett vanligt LAN.

Connections to transformer stations
Det krävs dock galvanisk kontakt hela vägen, och det innebär 2 praktiska begränsningar.

A) Ni måste tillhöra samma transformatorstation, eftersom transformatorlindningarna för distributionsnätet är skilda från matarledningarnas lindningar i transformatorstationerna. Således kan t.ex. husen 2, 3 och 4 i illustrationen till höger kommunicera med varandra, men inte med husen 1, 5 eller 6.

B) Modemen måste också använda samma fas. Om datorerna i husen 3, 4 & 5 ska ha kontakt med varandra så måste de modem som används vara anslutna till de vägg uttag som tillhör samma fas, oavsett vilken. Detta beror förstås också på att det inte finns någon galvanisk kontakt mellan el-faserna.

Litet teknisk info

Den grundläggande tekniken är ganska gammal. Den kallas PLC (= Power Line Communication) och brukar användas för att övervaka och fjärrstyra elektrisk utrustning. Men för att få tillförlitlig datakommunikation måste man kompensera för de störningar som finns på elnätet. 50 Hz-frekvensen (i USA 60 Hz) är inte en perfekt sinusvåg; den störs av diverse anslutna motorer som t.ex. dammsugare och kylskåp, när dessa startas och stannas. De överlagrade störningarna uppträder som bredbandigt brus, som tidvis har samma frekvens som PLC-teknikens bärvågor.

Bruset måste filtreras bort, och för att åstadkomma detta används en moduleringsteknik som kallas OFDM (= Orthogonal Frequency Division Multiplexing).

Den går ut på att bandbredden (4.5 - 21 MHz) delas upp i mer än tusen delband (eller "kanaler", som man brukar säga i multiplex-sammanhang). Powerline-modemen känner hela tiden av på vilka frekvenser det förekommer störande brus, och stänger av dessa för kommunikation, snabbt, men bara temporärt. Så snart bruset har upphört på dessa frekvenser öppnas de igen.

Tack vare denna teknik kan bit-hastigheten komma upp i 14 Mbit/sek. vilket är snabbare än t.o.m. buffer-hanteringen i USB-gränssnittet hinner med att hantera. Men, det förstås, om många störningskällor är anslutna till den fas som används, så sjunker bit-hastigheten i motsvarande grad, p.g. av störningarna.


Last Updated: 2007-01-02
Författare: Ove Johnsson