Aussendungswerte von InHaus PLC aus Stromnetz erschreckend: (Ustör > 126 dBmV)
wird Funkschutz bei Haushaltgeräten künftig noch benötigt?
Teil 2: Messbericht von In-Haus –Modem Powertec (Modell PowerLAN 16)

Alternativ zum Versuch mit einem Devolo-Modem - Paar (s. früheren Bericht) wurde nun in einem Einfamilienhaus (mit Standard- Elektroinstallation aus 1980) ein In – Haus PLC – Modempaar von Powertec Modell PowerLAN 16; (mit CE-Erklärung!) zur Datenübertragung von PC zu PC über den DSL – Router eingesetzt. Auch hier wurden im gesamten Wohnhaus die vergleichbar hohen Störaussendungen wie beim Devolo – Modem festgestellt. Durch diese im Takt der Datenübertragungen abgestrahlten PLC –Störaussendungen wird Funkempfang im gesamten Frequenzbereich von ca. 4,8 bis 21 MHz praktisch vollständig verleided bzw. unmöglich gemacht. Die asymmetrischen Störspannungen mit HF-Tastkopf nach VDE_876, (+36db Vorteiler) 50W, hatten auf Netzleitungen in der Nähe des Modems praktisch dieselben Werte von mehr als 126dBmV bzw. mehr als 2 Vss wie beim zuvor gemessenen Devolo-Paar. Diese Störspannungen sind allemal fast 60dB bzw. 1000x höher als sie von der Funkentstör- Norm am Netzanschluss einem Haushaltgerät zugestanden werden.

Da unter diesen Bedingungen bei PLC-Betrieb weitläufig im Gebäude kein Funkempfang möglich ist, stellt sich die Frage, ob künftig bei Zulassung derartiger Geräte (zumindest in diesem Frequenzbereich) Funkschutz durch el. Betriebsmittel oder Geräte noch nötig ist.

Modemleerlauf ohne Datenübertragung
Bild 1 zeigt das Oszillogramm eines mit speziellem HF-Tastkopf von der Netzleitung abgegriffenen typischen PowerLAN - Leerlauf-Pulspaketes von ca. 0,8 ms; Die Messung erfolgte an einer benachbarten Steckdose N oder L gegen PE oder allgemeine Masse.

   

Bild 1: Leerlauf-Pulspaket an Netzsteckdose mit t ca. 800ms = 0,8ms ca 32mV@ 90dBmV +Vorteiler 36dB = 126dBmV; dh. fast 2Vss

Bild 2: Ausschnitt aus Pulspaket zeigt steile Anstiegszeiten <<20 nsek mit entsprechendbreiter Frequenzbelegung (Fourier)

   

Bild 3 : Darstellung aufeinander folgender Leerlauf- Pulspakete bei Devolo; typische Folgezeit ca. 0,6 Pulse/sec, d.h. selbst im Leerlauf sehr oft Pulse

Bild 4 : Darstellung aufeinander folgender Leerlauf- Pulspakete bei PowerLan16; typische Puls- Folgezeit ca. 1Puls pro 6 -12 Sekunden: im Leerlauf nur gelegentlich Pulse

Auch bei den Modem-Aussendungen des PowerLAN16 mit Pulspaketdauern um 1 ms und Anstiegszeiten entsprechend Bild 2 <<_20nsec handelt es sich klar um typische Knacke im Sinne der klassischen Funk-Entstörterminologie. (Beim Mannheimer Acces-PLC-Verfahren mit Frequenzsprung – Technik findet man viele längeren Paketdauern bis zu 100ms). Wie man Bild 3 entnehmen kann treten die Knacke (Pakete) im Leerlaufbetrieb mit pseudo-stochastischer Folge bei Devolo selbst im Leerlauf, im Mittel ca. alle 0,6 sec auf, beim PowerLAN (Bild 4) ist bei einem Puls pro 6 bis 15 Sekunden die Lästigkeit im Leerlaufbetrieb erheblich geringer. Da die Modems ständig senden , solange sie am Netz angesteckt sind, und das sind in der Regel 24 Stunden pro Tag, ist dieser Unterschied erheblich: Bei der genannten Knackrate wird der Empfang mittlerer und schwacher Sender bei Devolo bereits bei Leerlaufbetrieb eines Modems praktisch völlig unmöglich wegen der Wechselwirkung der Knacke mit der Zeitkonstanten der Empfänger- Verstärkungsregelung (typ. Dynamik ca. 60 – 80 dB, typisch 0,3 – 0,5Sekunden. Beim Eintreffen eines Pakets wird die Verstärkung reduziert, fast genau nach Wiederkehr der erforderlichen Verstärkung trifft der nächste Knack ein und reduziert so die Verstärkung erneut. Vom Nutzsignal vernimmt man nur noch ein nicht mehr lesbares Husten-ähnliches Geräusch, das bei Leerkanälen infolge der Verstärkungssprünge akustisch schmerzhaft wird. Ähnliches trifft auf den Empfang von digitalen Kurzwellensignalen DRM zu. Beim Powertec PowerLAN ist bei Leerlauf wegen der viel seltener auftretenden Pulse Empfang mit entsprechend eingeschränkter Qualität immerhin noch möglich.

Störungen bei Datenübertragungsbetrieb
Die Störungen bei Datenübertragungsbetrieb sind bei beiden verglichenen Modems ähnlich stark abhängig von der Art der übertragenen Daten: In der angefügten Hörprobe 3 sind dem Rundfunksignal die Störungen überlagert, die bei Übertragung und Abspielen einer .wav -Musikdatei auftreten. In Hörprobe 4 wird während der Rundfunksendung dieselbe Musikdatei wie zuvor als mp3-Datei übertragen. Bei beiden Modems ist während der Datenübertragung also praktisch kein verständlicher Funkempfang möglich. Wird nur ein Bild oder eine Web-Seite über PLC heruntergeladen, so hat man nach Abschluß der Übertragung nur die oben beschriebenen Leerlaufstörungen. Wird dagegen z.B. Musik oder Video Online live übertragen, treten die Störungen ähnlich den zuletzt genannten Mustern während der gesamten Übertragungsdauer auf.

Die tatsächlichen PLC – Datenraten sind oft sehr niedrig
Für kontinuierlich hörbare Musik-Übertragung im WAV – Format wird für den PC-Musik-Codec eine Datenrate von 1411kbit pro Sekunde benötigt. Bei beiden PLC-Modems zeigte sich bei Musikübertragung zeitweilig die begrenzte Übertragungsgeschwindigkeit über das Lichtnetz in Form von Aussetzern bei der übertragenen Musik. Elektrische Schaltvorgänge, z.B. Licht einschalten, führten sofort zu noch längeren Aussetzern der abgespielten Musik.

Charakter der abgestrahlten Felder
Die abgestrahlten Felder treten im gesamten Gebäude mit unterschiedlichen Feldstärken auf. Es war bei beiden Modems festzustellen, dass in scheinbar entfernten Räumen die Störung meist stärker als in der Nähe der Modems auftrat. Ursächlich ist einerseits die zunehmende Umsysmmetrierung des PLC Signals: (es wird ja zunächst symmetrisch zwischen Phase und O-Leiter des Stromnetzes eingespeist) sowie die (ab 1,6 MHz) elektrisch aufnehmende Empfänger-Stabantenne.. Die nachstehend wiedergegebenen Feldstärken in 3m über der Frequenzachse sind daher auch nur als ungefähre relative Information aufzufassen. In Resonanz zu Wellenlängen befindliche Netzleitungsabschnitte strahlen entsprechend stärker, und so kann sich bei einem anderen Leitungsabschnitt eine völlig andere Feldstärkeverteilung über der Frequenzachse ergeben. Aufgrund der gemessenen Störspannungen und dem festgestellten Frequenzverlauf (-30dB-Dip bei einigen Amateurbändern) zeigen beide Modems trotz unterschiedlicher Firmware bei Datenübertragung praktisch gleiches Störverhalten.

   

Bild 5: Feldstärkeverlauf in 3m Abstand:Devolo, grün ohne; viol mit PLCDiese Messungen stammen v. DG0AX, Peter Wolf; aus anderem Versuchsaufbau; daher Daten aus diesem Bericht nicht einfach vergleichbar

Bild 6: Feldstärkeverlauf in 3m Abstand:Devolo, grün ohne; viol mit PLCDiese Messungen stammen v. DG0AX, Peter Wolf; aus anderem Versuchsaufbau; daher Daten aus diesem Bericht nicht einfach vergleichbar

Hörbeispiele von PLC Störungen auf Rundfunk –Frequenzen:

Hinweis: die Audiodateien sind Mono 22kbit/s mp3- codiert: bei der Widergabe ist der Abspielcodec dementsprechend einzustellen, um einwandfreie Widergabe zu erzielen!

Gelegentliche sync-Pulse bei Modemleerlauf auf freier Frequenz bei 9,5MHz

Download von mail bzw. mp3 Daten

Nachrichten Deutsche Welle 6,075MHz, HF-Störung durch Tonübertragungen von .WAV – Dateien über PLC.

Ebenfalls Nachrichten, doch nun erfolgte die Tonübertragung mit mp3-Dateien