Ob ein Smart-Meter-Gateway zuverlässig kommuniziert, entscheidet sich oft erst am Einbauort. Reicht der Mobilfunk dort nicht aus, können zusätzliche Termine, externe Antennen oder Nacharbeiten den Rollout verteuern. Das bedeutet nicht nur zusätzlichen Aufwand für die Monteure, sondern auch unzufriedene Kunden. Breitband-Powerline, kurz BPL, verspricht hier einen anderen Weg: Die Daten laufen nicht über Mobilfunk, sondern über das Niederspannungsnetz. Die Antworten mehrerer Hersteller zeigen allerdings: BPL ist keine schnelle Reparatur für jede schwierige Einbaulage. Wer die Technologie einsetzt, baut eine eigene Kommunikationsinfrastruktur im Netz auf.
BPL ist nicht gleich BPL
Der Begriff Breitband-Powerline beschreibt zunächst nur die Datenübertragung über das Stromnetz. Technisch können dahinter unterschiedliche Standards und Systemarchitekturen stehen. Während PPC Nessum beziehungsweise IEEE 1901-2020 nennt, setzen EFR sowie der BPL-Anbieter Corinex auf "G.hn" (Gigabit Home Networking). EMH Metering und Theben Smart Energy stellen als Gateway-Hersteller keine eigene BPL-Infrastruktur bereit. Beide beschreiben die Anbindung ihrer Smart-Meter-Gateways über separate BPL-Module. In ihren Antworten beziehen sie sich dabei auf Technik von Corinex. Auch PPC bietet ein 1-TE-BPL-Modul zur Anbindung Ethernet-fähiger Gateways an. Die Abkürzung steht für eine Teilungseinheit und beschreibt die schmale Bauform des Moduls.
Nessum und G.hn sind unterschiedliche technische Ansätze für die Datenübertragung über Leitungen und gehören zu verschiedenen Standard- und Geräteökosystemen. PPC verweist bei Nessum beziehungsweise IEEE 1901-2020 auf ein internationales Herstellerumfeld, zu dem unter anderem Panasonic und GE Vernova gehören. Als Vorteile gegenüber früheren Powerline-Standards nennt PPC höhere Reichweiten und eine hohe Robustheit. Damit lassen sich städtische, kleinstädtische und ländliche Netzgebiete abdecken. Die Mannheimer arbeiten dabei mit Mesh-Strukturen, bei denen die Geräte selbst an der Weiterleitung der Kommunikation beteiligt sind. Reichweite und Bandbreite sind demnach über unterschiedliche Bandpläne aus der Ferne an Netzbedingungen und Ausbaustufen anpassbar.
EFR unterstreicht bei G.hn Robustheit und Leistungsfähigkeit. Zudem lassen sich Ethernet-fähige Smart-Meter-Gateways verschiedener Hersteller über ein separates BPL-Modem anbinden. Corinex hebt hohe Datenraten und geringe Latenzen hervor. Zudem arbeitet das Unternehmen in der "PRIME Alliance" daran mit, dass Geräte verschiedener Hersteller nach gemeinsamen Regeln zusammenarbeiten können. Diese herstellerübergreifende Interoperabilität ist EMH Metering zufolge noch nicht flächendeckend etabliert.
Welche Technik zum Einsatz kommt, entscheidet allerdings noch nicht über die Wirtschaftlichkeit. In den Herstellerantworten rückt dafür vor allem ein Punkt in den Vordergrund: die Dichte der erreichbaren Endpunkte.
Wirtschaftlich wird es mit Dichte
Der Business Case hängt nach Angaben der Hersteller stark davon ab, wie viele intelligente Messsysteme über eine gemeinsame Infrastruktur erreicht werden können. PPC nennt als typische Schwelle Rolloutquoten von 15 bis 25 Prozent, ab denen Breitband-Powerline Kostenvorteile gegenüber LTE bieten könne. Diese Schwelle könne sinken, wenn zusätzlich gescheiterte Mobilfunkeinbauten, externe Antennen oder zweite Anfahrten berücksichtigt werden, heißt es weiter. Die Nichtverfügbarkeit von LTE liegt nach PPC-Angaben in Kundengesprächen häufig bei 30 Prozent oder sogar darüber.
EFR unterscheidet zwischen punktuellem Einsatz und Vollrollout. "Generell ist zu sagen, dass sich der Betrieb der BPL-Technologie als punktueller Ersatz für wenige, schlecht versorgte Mobilfunkzonen nicht wirtschaftlich darstellt." Anders sehe es bei Vollrollout-Szenarien aus, wenn eine entsprechende Einbaudichte erreicht und BPL zusätzlich für netzdienliche Funktionen genutzt werde. Als Richtgröße nennt EFR durchschnittlich mindestens 15 Endpunkte an einem Head-End-System. Damit ist der zentrale Zugangspunkt von einem BPL-Netz gemeint.
Qualität und Verfügbarkeit eines BPL-Netzes hängen EFR zufolge wesentlich von einer sorgfältigen Planung der Niederspannungstopologie ab. Der Zeitaufwand lasse sich nicht pauschal beziffern; für die Planung nennt EFR eine typische Größenordnung von drei bis fünf Monaten.
Corinex beschreibt BPL als gemeinsam genutzte lokale Infrastruktur. "BPL ist keine Insellösung für einen einzelnen Messpunkt", heißt es in der Antwort. Als Faustregel nennt Corinex zehn bis 20 Smart-Meter-Gateways, Messendpunkte oder steuerbare Geräte pro lokaler Netzstation, ab denen BPL wirtschaftlich mit LTE vergleichbar werde. Bei 20 bis mehr als 50 Endpunkten werde die Situation für BPL vorteilhafter.
Wo BPL zum Einsatz kommt
BPL kann den Einbau vor allem dort erleichtern, wo Mobilfunk nur mit zusätzlichen Antennen, Messungen oder Nacharbeiten funktioniert. EFR hebt zusätzlich Vorteile bei tiefgeschossigen Einbaulagen hervor. Durch die leitungsgebundene Kommunikation lassen sich auch Keller- und andere abgeschirmte Einbauorte zuverlässig erreichen.
EMH Metering hält in diesem Zusammenhang auch LTE 450 für relevant, das gerade in Kellerlagen und abgeschirmten Bereichen Vorteile bieten könne. "Nicht jede schwierige Einbausituation ist automatisch ein Fall für BPL", so EMH.
Vor einer Entscheidung sollten Ortsnetze deshalb technisch auf ihre Eignung geprüft werden. Gute Voraussetzungen sieht EMH bei überschaubaren Niederspannungsnetzabschnitten, moderater Störbelastung, homogener Hausanschlussstruktur und sauberer Phasenkopplung. Schwieriger werde es bei stark schwankender Netzimpedanz, elektromagnetischer Belastung oder vielen leistungselektronischen Störquellen.
BPL kann mehr als Gateway-Kommunikation
Theben Smart Energy ordnet BPL als Ergänzung zu bestehenden Kommunikationswegen wie LTE ein. Mit seinem Ethernet-konfigurierten Smart-Meter-Gateway setzt Theben auf eine offene Schnittstelle zu BPL-Infrastrukturen spezialisierter Anbieter.
Corinex sieht BPL nicht nur als Kommunikationsweg für einzelne Smart-Meter-Gateways. Über dieselbe Infrastruktur könnten auch TAF7, Steuerbox-Kommunikation, §-14a-EnWG-Steuerungen und perspektivisch Netzzustandsdaten übertragen werden. Auch PPC nennt Steuerungsanwendungen als Einsatzfeld und sieht Synergien mit digitalisierten Ortsnetzstationen, deren vorhandene Kommunikationsanbindungen als Backbone für BPL-Netze genutzt werden könnten.
EFR beschreibt zudem Anwendungen zur Erfassung von Daten aus dem Niederspannungsnetz. So könnten über die zentrale BPL-Infrastruktur Netzzustandsgrößen aus Kabelverteilerschränken erfasst und für die Netzführung bereitgestellt werden. Sensorik in Repeatern ermöglicht darüber hinaus, Daten direkt aus Straßenverteilern zu gewinnen.
Leistungswerte für Messen und Steuern
Für Smart Metering und Steuerungsanwendungen sehen die Anbieter ausreichende Leistungsdaten. PPC nennt Datenraten im mittleren zweistelligen MBit/s-Bereich und Latenzen im niedrigen dreistelligen Millisekunden-Bereich. EFR nennt eine hohe Erstverfügbarkeit, eine Einbindung neuer Endpunkte in typischerweise unter 90 Sekunden und Latenzen unter 250 Millisekunden. EMH Metering und Theben Smart Energy nennen als Gateway-Hersteller keine eigenen BPL-Leistungswerte. EMH verweist stattdessen auf Netzstruktur, Teilnehmerdichte und elektrische Randbedingungen.
Weniger Aufwand am Zähler, mehr Verantwortung im Netz
Ein häufig genanntes Argument für BPL ist der geringere Aufwand beim Einbau. Wenn die Kommunikation über die Stromleitung läuft, können Funkmessungen, externe Antennen und Antennenverlängerungen entfallen. PPC verweist auf Erfahrungen der N-Ergie und weitere Kunden, wonach die Erst-Erfolgsquote der Kommunikation bei gut 94 Prozent gelegen habe, ohne weitere Optimierungsmaßnahmen. PPC spricht deshalb von BPL als "Monteurs Liebling".
Ganz verschwindet der Aufwand jedoch nicht. Er verlagert sich von der Messstelle in die Niederspannungsinfrastruktur. Dort müssen Headends oder Konzentratoren, Koppler, Repeater und die Anbindung an übergeordnete Kommunikationsnetze und Netzwerkmanagementsysteme geplant, installiert und betrieben werden.
EMH Metering betont, dass BPL-Netze kontinuierlich überwacht und an Veränderungen im Netz angepasst werden müssen, etwa durch PV-Anlagen, Ladeinfrastruktur oder neue leistungselektronische Verbraucher. Nach Einschätzung des Unternehmens kann BPL an einzelnen Messstellen Vorteile bringen, erzeugt aber zusätzlichen Aufwand beim Aufbau und Betrieb der Kommunikationsinfrastruktur.
PPC erklärt, dass Veränderungen im Stromnetz bei seiner Lösung keine manuellen Anpassungen erforderten. Das BPL-Netz könne über das Netzwerkmanagementsystem überwacht und aus der Ferne optimiert werden.
Kommunikationsmix statt Einzellösung
Die Antworten der Hersteller zeigen Breitband-Powerline nicht nur als Ausweichlösung für schlecht versorgte Mobilfunkstandorte. EFR, PPC und Corinex beschreiben BPL als eigene Kommunikationsinfrastruktur im Niederspannungsnetz, die neben der Gateway-Anbindung auch Steuerungsanwendungen und Netzzustandsdaten unterstützen kann. Theben Smart Energy und EMH Metering ordnen BPL dagegen aus Sicht der Gateway-Hersteller ein: Theben sieht die Technologie als Ergänzung zu Kommunikationswegen wie LTE, EMH nennt zusätzlich LTE 450 als Option für Kellerlagen und abgeschirmte Bereiche. Welche Lösung eingesetzt wird, hängt vor allem von Dichte, Netzstruktur, Betriebsmodell und den geplanten Anwendungen ab.
