Smart Grids mittels Ethernet über SHDSL

Mehr Versorgungssicherheit durch Ethernet-Extender

29. November 2017, 14:31 Uhr   |  Rüdiger Peter, Produktmanager im Bereich Telecommunication Interfaces von Phoenix Contact Electronics in Bad Pyrmont


Fortsetzung des Artikels von Teil 1 .

Ethernet-Kommunikation über SHDSL-Technik

Wegen der neuen IP-Übertragungstechnik und des großen Verteilnetzes sahen sich Rainer Zug und sein Team mit weiteren Herausforderungen konfrontiert. Dazu gehört, dass der Datenaustausch via Ethernet zwar deutlich schneller ist, dafür aber speziell geschirmte Leitungen bedingt, die nur eine Distanz von maximal 100 m überbrücken können. Glasfaserkabel (Lichtwellenleiter, LWL) erweisen sich wegen ihrer hohen Reichweite und Datenrate als optimale Lösung und dienen im Lübecker Stadtgebiet bereits als LWL-Backbone-Netz. Zur Kommunikation mit den meisten Außenstationen hätten die Glasfaser-Leitungen jedoch neu verlegt werden müssen, was angesichts der Ausdehnung des Netzes und der großen Entfernungen zu kostspielig geworden wäre.

Vor diesem Hintergrund verwendet die Netz Lübeck GmbH bei Neu- und Ersatzinstallationen die SHDSL-Technik (Single-Pair High-Speed Digital Subscriber Line) und nutzt dazu seit 2014 Unmanaged Ethernet-Extender von Phoenix Contact. Mittlerweile sind über 50 der Geräte verbaut, die aktuell die Fernsteuerung und -überwachung von fast 120 entfernten Anlagen der unterschiedlichen Versorgungssparten ermöglichen. Das SHDSL-Kommunikationsnetz folgt dabei der Versorgungstopologie: von der Netzleitstelle zum nächsten Wasserwerk, zum nachfolgenden Blockheizkraftwerk oder zur anschließenden Gasdruckregelstation. Das Team von Rainer Zug nutzt unter anderem die aus den 1960er Jahren vorhandenen Telekommunikationsleitungen. Es muss also kein neues Übertragungsmedium verlegt werden. Darüber hinaus ist nur je ein Ethernet-Extender pro Außenstation nötig. Die SHDSL-Technik erlaubt die Ethernet-Kommunikation über beliebige Zweidrahtleitungen mit einer Reichweite bis 20 km. Außerdem hat sich herausgestellt, dass von der maximal möglichen Datenrate der SHDSL-Leitung von 15 MBit/s weniger als ein Drittel für die Datenerfassung erforderlich ist.

Phoenix Contact Electronics
© Phoenix Contact Electronics

Bild 5: Die Anbindung an die Netzleitstelle ermöglicht die Versorgungs- und Objektschutzüberwachung der entsprechenden Außenstation, etwa in Gasdruckregelstationen.

»Durch Verwendung der Ethernet-Extender und die so mögliche Fernüberwachung der Außenstationen ersparen wir uns viel Fahrerei«, berichtet Rainer Zug. Auch die Objektschutzsperre an einer Gasdruckregelstation lässt sich jetzt von der Netzleitstelle aus kontrollieren (Bild 5). Die Schutzsperre ist Teil des von der Netz Lübeck GmbH realisierten ISMS, das eine ganzheitliche Risikobetrachtung vorsieht. »Die Ethernet-Extender lassen sich ohne Konfiguration per Plug-and-Play installieren«, erläutert Zug. »Ferner können wir das SHDSL-Netz rückwirkungsfrei erweitern.«

Die nächsten Projekte mit den Ethernet-Extendern sehen eine Ringredundanz sowie die Diagnose sämtlicher Extender und Strecken via IP vor. Dem Konzept zufolge sollen die derzeit in der Netzleitstelle endenden SHDSL-Verbindungen an das LWL-Backbone-Netz angebunden sowie die noch nicht über das 104er-Protokoll erfassten Außenstationen mit SHDSL-Technik ausgestattet werden.

Des Weiteren überlegen die Verantwortlichen, ob die bisher nicht genutzte redundante Ringfunktion der Ethernet-Extender zum Einsatz kommen kann. In Kombination mit dem zentralen LWL-Backbone-Ring würde sich die Verfügbarkeit des Übertragungsnetzes weiter erhöhen, was zur Erfüllung der Anforderungen aus dem EEG-Einspeise-Management beitrüge.

Mittels Managed Ethernet-Extendern könnte die Netz Lübeck GmbH obendrein dem ISMS-Anspruch nach mehr Diagnose und sofortiger Alarmierung im Störungsfall nachkommen. Unmanaged und Managed Ethernet-Extender lassen sich gemeinsam in einem Netzwerk betreiben, wobei nur ein Managed Ethernet-Extender je SHDSL-Segmentgruppe erforderlich ist, damit Status-, Warn- und Fehlermeldungen automatisch per SNMP (Simple Network Management Protocol) an die Leitzentrale gesendet werden.

Das Zusammenspiel der Geräte in Verbindung mit den bestehenden Leitungen macht die Nutzung des Systems nicht nur einfach und wirtschaftlich, sondern folgt auch der Forderung nach intelligenten und leistungsfähigen Netzen. »Die Modernisierung und Digitalisierung des Verteilnetzes müssen vorangebracht werden. Dies ist eine wesentliche Voraussetzung, um den wachsenden Anteil von Erneuerbare-Energien-Anlagen in die Netzstrukturen zu integrieren. Ohne intelligente und leistungsfähige Netze gibt es keine Energiewende«, stellte der VKU schon im August 2016 fest.

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1. Mehr Versorgungssicherheit durch Ethernet-Extender
2. Ethernet-Kommunikation über SHDSL-Technik
3. Ethernet-Extender: Bis zu 20 km entfernte Geräte anbinden

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