EI PLC:LLE - TIEDONSIIRROLLE SÄHKÖVERKOSSA

29.1.2003

Monet harrastajat eivät tunnu tajuavan millaisesta uhkasta radion kuuntelulle saattaa olla kyse jos laajakaistainen tiedonsiirto otetaan käyttöön sähköverkossa.
Kehotan ajattemaan tilannetta, jossa pohjakohinan ja häiriöiden pohjataso on aina vastaanottimen S-mittarin puolivälissä tai yli - kuuntele siinä sitten heikkoja kaukaisia tai lähempänäkin olevia asemia !

Tiedonsiirtoa sähköverkossa mm. Internet-käyttöä ajatellen on kokeiltu jo vuosia monissa Euroopan maissa. Viime aikoina on myös Suomessa aloitettu kokeiluprojekteja tällä saralla.

Yleinen tiedotus kokeiluista ja järjestelmien muille aiheuttamista häiriöistä on ollut normaalisti jääveinä osapuolina pidettävien tahojen kuten alalle pyrkivien operaattoreiden (sähkölaitokset) tai laitetoimittajien kertomaa.
Tyypillisesti tiedotteet ovat sellaisia, että negatiivisista asioista ei puhuta mitään tai sitten vääristellään totuutta.

Esimerkiksi Turussa aloitetun toiminnan suhteen on väitetty, että Viestintävirasto olisi todennut häiriöongelmat ratkaistuiksi:

"...Sähköverkossa on siirretty dataa jo vuosikymmeniä, mutta nopeudet ovat aiemmin olleet kaukana laajakaistaisesta internetyhteydestä. Nopean datasähkön rantautumista ovat jarruttaneet suuret radiohäiriöt. Viime helmikuussa Viestintäviraston tekemät radiohäiriömittaukset kuitenkin osoittivat, että kaupallisen toiminnan estävistä häiriölukemista on päästy eroon. Viraston mukaan kehittynyt tekniikka on saattanut häiriöongelmat unholaan..."(Tietoviikko 3.10.2002).

Kuitenkaan Viestintävirasto ei ole tälläista toteamusta esittänyt, kuten Tietoviikon 10.10.2002 numerossa Viestintäviraston Yrjö Hämäläinen toteaa.

JÄRJESTELMÄN TUOTTAMAT HÄIRIÖT

"Luonnollisista syistä" järjestelmän tuottamat häiriöt muille osapuolille - tässä lähinnä kaikki taajuusaluetta 9 kHz - 30 MHz käyttävät - sekä itse järjestelmän todellinen kilpailukyky muihin tiedonsiirtojärjestelmiin verrattuna on jäänyt hyvin vähälle huomiolle.

PLC - Power Line Communications tai PLT - Power Line Technology - järjestelmistä löytyy ulkomailta aika paljon tietoa ja hyvin monet radionkäyttäjäryhmät ja myös viranomaistahot ovat selkeästi järjestelmää vastaan sen tuottaman häiriöongelman takia.

Epäilyä joiltain tahoilta on esitetty siitä, että nämä pelot PLC:n haitoista olisivat vain radioharrastajien vouhotusta.
Muun muassa NATO (Mel Maudrell, HF-radio työryhmä) on sitä mieltä, että kaikki sotilasliikenne ei voi tapahtua satelliittiliikenteenä. Lyhyillä etäisyyksillä ja mobilekäytössä HF-alue on usein ainoa vaihtoehto. Antennit ovat usein kenttäkäytössä huonoja (esim. vioittuneita) ja signaalit heikkoja. Jopa 3 dB:n lisääntyminen kohinatasossa voi aiheuttaa vaikeita ongelmia.

Kaikilla EU-mailla on HF-alueella tapahtuvaa kansainvälistä yleisradiotoimintaa.
Tulossa on uusi digitaalinen lyhytaaltoradio Digital Radio Mondiale, jonka kokeiluihin mm. Kymenlaakson ammattikorkeakoulu on osallistunut.
BBC:n Jonathan Scott toteaa, että PLC aiheuttaa vaikeita ongelmia HF-alueen käyttäjille.
Hän toteaa, että PLC:n häiriö voi kumuloitua aiheuttaen pitkiltäkin etäisyyksiltä ongelmia. Tähän ei kuuntelija pysty itse millään tavoin vaikuttamaan.

Myös Suomessa on havahduttu PLC-järjestelmien tuottamiin häiriöihin. Kansanedustaja Markku Laukkanen jätti 18.4.2001 valtioneuvostolle kirjallisen kysymyksen asiasta.

Liikenne-ja viestintäministeri Olli-Pekka Heinosen vastauksessa kysymykseen todetaan mm. "...Toistaiseksi PLC-tekniikan käyttöönotto ei ole siihen liittyvien teknisten ongelmien takia mahdollista..." ja "...Hallitus ei tule mahdollistamaan sähköverkon käyttöä tiedonsiirtoon ennen kuin siihen liittyvät häiriö- ja tietoturvaongelmat on ratkaistu ja tekniikka täyttää näihin liittyvät viranomaisten asettamat vaatimukset. Telehallintokeskus seuraa ja valvoo kehitystä ja pitää hallituksen ajan tasalla PLC-tekniikan käyttöönottoon liittyvissä häiriö- ja tietoturvaongelmissa....".

Telehallintokeskus järjesti aiheesta seminaarin 16.5.2001, jossa oli mukana laaja-alainen edustus niin radiotaajuuksien käyttäjiä kuin PLC-tekniikan käyttöönottoa haluaviltakin tahoilta.

Tarkemmin asiasta voinee jatkossa lukea THK:n sivuilta, mutta lyhyesti voidaan todeta eri radiotaajuuksien ammattimaisten käyttäjien olevan syvästi huolissaan PLC-tekniikan aiheuttamista häiriöistä.

Koska mm. Senerin puolelta on esitetty, että vain harrastajat ovat huolissaan PLC:n aiheuttamista häiriöistä, niin mm. seuraavat kommentit tuntuvat hyviltä.

"Puolustusvoimille riittää vihollisen aiheuttama häirintä...." (Puolustusvoimat), "Lentokoneet eivät ehkä putoa, mutta lentäminen tulee pirun hankalaksi..."(Ilmailulaitos) ja " PLC lopettaa täydellisesti sekä analogisen että digitaalisen yleisradiokuuntelun LF/MF/HF-alueilla"...(Digita Oy)

Vaikka luulisi radiotaajuuksien käytön siirtyneen monissa tapauksissa korkeammille taajuusalueille niin edelleen on runsaasti turvallisuusliikenteeseen yms. liittyvää käyttöä koko alueella LF:ltä HF:lle. Lisäksi lienee erittäin vaikeaa toteuttaa PLC-järjestelmiä niin, että ne jättäisivät käyttämättä kaikki sen toiminnasta häiriytyvät muiden käytössä olevat taajuudet ja taajuusalueet.
PLC-tekniikan edustajathan ovat tarjonneet vaihtoehtoina tämmöisiä ratkaisuja - niiden tekninen luotettavuuskin lienee vähintäänkin kyseenalainen.

MINKÄLAISESTA HÄIRIÖSTÄ ON KYSYMYS ?

Tämmöisen laajakaistaisen tiedonsiirron aiheuttama häiriö ilmenee pohjakohinatason nousuna.
HF-alueella keskimääräinen luonnon aiheuttama kohinataso lisättynä ihmisen aiheuttamiin häiriöihin on arvoltaan 20 dBuV/m.
PLC kokeiluverkoissa on mitattu arvoja 70 dBuV/m mikä tarkoittaa kohinatason nousua 50 desibelillä. Tämä tarkoittaa 8-yksikön lisäystä standardin S-mittarin näyttöön eli jos pohjataso on aiemmin ollut vaikkapa 2 yksikköä on tämän jälkeen pohjataso S9+10 dB. Miltäs tämä tuntuu?
Pohjatasoiksi ovat laitetoimittajat ehdottaneet kohinatasoa 50dBuV/m, joka sekin kuitenkin nostaa S-mittarin seiskan kohdalle tässä tapauksessa. Koska kyse on jatkuvasti auki olevista datayhteyksistä niin on tämä kohinatason nousu myös 24 tuntinen - tähänastisissa häiriöissä on sentään ollut usein joskus taukojakin.

Mikäli järjestelmästä tulisi koko valtakunnan kattava niin kaikki sähköverkon piirissä olevat peditionpaikatkin menettäisivät merkityksensä.

Häiriö esiintyy todennäköisimmin voimakkaimpana juuri niillä alueilla, joissa se tähän asti on ollut vähäisempää eli haja-asutusalueiden ilmakaapeliverkkojen alueella.
Ilmakaapelit muuntamoilta kuluttajille ovat keskimäärin 300 - 500 m pitkiä ja toimivat varsin tehokkaasti lähetysantenneina.
Joku linjanpätkä saattaa toimia sattumalta erityisen hyvinkin antennina.Kun 1 mW tehollakin on pystytty pitämään radioyhteyksiä Atlantin toiselle puolelle niin miten sitten lie tilanne muutaman sadan metrin tai kilometrin päässä tämmöisestä "lähetysantennista".
Itse kiinteistöjen sisäiset kaapeloinnit muodostavat radionkuuntelijan ympärille varsinaisen "negatiivisen Faradayn häkin" eli kohinatasoa lisäävää saastetta tulee vähän joka suunnasta.

Normaalin kohinan lisänntymisen lisäksi häiriö voi olla vähän samantapaista mitä GSM tuottaa. Kuuntele miltä Saksassa toimivista järjestelmistä on nauhoitettu HF-alueella.

Koska sähköverkossa on tämänkaltaisen tiedonsiirron kannalta "solmukohtia" joissa voi syntyä myös erilaisia sekoitustuloksia saattavat myös korkeampien taajuusalueiden laitteet häiriintyä.
Lisäksi liikenne toimii taajuuksilla, jotka ovat ULA- ja TV-vastaanottimen välitaajuusalueilla. Useimmissa laitteissa ei ole huomioitu tämänkaltaisten häiriökenttien sietoa ja häiritsevä signaali pääsee esim. verkkojohtoa laitteeseen.

Myöskin hyvin monet muut laitteet voivat häiriintyä toiminnaltaan. Miten lie esim. hakkurityyppisten virtalähteiden suhteen tilanne erilaisissa laitteissa, joiden suunnittelussa ei ole osattu ottaa huomioon suurtaajuuden tulemista laitteeseen verkkojohdon kautta.
Joka tapauksessa esim. terveydenhoitoon liittyvän elektroniikan suhteen pitäisi olla huolissaan koska tilanne on kokonaan toista tasoa kuin syyt minkä takia kännyköiden käyttöä sairaaloiden alueella on rajoitettu.
Vaikkakin sairaalat pidettäisiin PLC - verkon ulkopuolella niin on kuitenkin alan laitteita käytössä myös erilaisissa pienemmissä teveydenhuoltoon liittyvissä toimipaikoissa ja myöskin kodeissa.

LYHYESTI MUUTAMIA SEIKKOJA PLC:N HÄIRIÖISTÄ

Kaikki eivät ole vielä testattua faktaa, mutta tutkimisen arvoisia asioita

- Todetut ja suunnitellut häiriötasot estävät normaalin kaukoasemien kuuntelun.

- PLC aiheuttaa vakavaa haittaa sotilasliikenteelle ja myös LF - MF - alueiden suunnistusjärjestelmille.

- PLC häiritsee ilmailun HF-radioliikennettä ja suunnistus ja laskeutumisjärjestelmiä

- Suurin osa käytettävistä verkkokäyttöisistä elektronisista laitteista on suunniteltu "ottamaan sisäänsä" vain verkkosähköä.

- Käytössä olevien laitteiden EMC - standardit eivät välttämättä riitä PLC:n tuottamia tasoja vastaan.

- Viestintäviraston mittausten mukaan (helmikuu 2002) ei voida olettaa, että, että sähköverkon suuresti vaihtelevissa olosuhteissa datasähkön häiriötaso jäisi alle NB30-raja-arvon (jota sitäkin yleisesti pidetään liian korkeana).

- Käytössä on joka tapauksessa myös laitteita, jotka ovat vanhempaa tuotantoa vaikkakin uusien laitteiden häiriönsietokykyä parannettaisiin.

- Terveydenhoitoon liittyy runsaasti elektronisia laitteita. Niiden häiriötön toiminta on ehdottoman tärkeää. Olemme hyväksyneet kännykkäkiellon sairaaloissa. Onko syytä ottaa riskiä, että PLC haittaa näiden laitteiden toimintaa?

- PLC saattaa aiheuttaa suuria kustannuksia mikäli halutaan varmistaa olemassa olevien laitteistojen luotettava ja häiriötön toiminta.

- Haja-asutusalueet ovat olleet monin paikoin suhteellisen häiriöttömiä. Ilmakaapeliverkot ja pitkät etäisyydet (=suuremmat tehot) tekevät nämä alueet jopa pahimmin häirityiksi.

TIEDONSIIRRON TOIMIVUUS SÄHKÖVERKOSSA

Ainoana negatiivisena piirteenä PLC-järjestelmissä ei suinkaan ole sen tuottamat häiriöt toisille osapuolille vaan myös monet heikkoudet tiedonsiirron luotettavuudessa, salauksessa ja nopeudessa sekä myös kehitysmahdollisuuksissa verrattuna muihin järjestelmiin.

Monille käyttäjäryhmille ovat tietoliikenteen tietoturva-asiat hyvin tärkeitä. Sähköverkon toimiessa tiedonsiirtokanavana siihen on ulkopuolisen erittäin helppo kytkeytyä koska "liitäntäpisteitä" löytyy sieltä missä on sähkörasioita ja kaapeleitakin.
Datan vastaanotto radioteitse on myös kovin helppoa.

Itse liikenteen toimivuus voi olla hyvin vaihteleva johtuen erilaisten laitteiden verkkon tuottamien häiriöiden takia (tyristorikäytöt, moottorit jne).

Sähköverkon fyysinen rakenne esim. kiinteistöjen sisäisten johdotusten osalta on hyvin vaihteleva ja on kaikkea muuta kuin sopiva radiotaajuiseen siirtoon niin sovituksien, häiriön tuoton ja häiriöiden vastaanottamisen suhteen.

Sinänsä pidän henkilökohtaisesti järjettömänä sitä, että miksi ei voi perille asti tehdä järjestelmää kunnolla, jos muuntamoille asti kuitenkin tuodaan runkoverkko valokaapelilla.
Kaapelointi valokaapelilla asiakkaalle asti kun on kuitenkin ainoa menetelmä millä jatkuvasti kasvava tiedonsiirtokapasiteetti voidaan hoitaa pitkälle tulevaisuuteen.
Olisin ilman muuta valmis maksamaan vähän enemmänkin tämmöisestä järjestelmästä - joka todennäköisesti olisi selkeästi varmempi myös ukkosilmoja vastaan haja-asutusalueella.

Tähän asti en ole nähnyt tietoja miten ilmastollisten ylijännitteiden ongelmat on tässä PLC-systeemissä aiottu hoitaa - puhelinverkkokin kun on huomattavasti pienemmästä johdinmäärästään huolimatta aika epäluotettava tässä asiassa haja-asutusalueilla.

Elektroniikan yleistyssä jatkuvasti mitä erilaisemmissa kodin laitteissä yleistyvät jatkuvasti myös ukkosvaurioituneiden laitteiden määrät. Vaikkakin sähköverkko on ylijänniteongelmien suhteen paljon parempi kuin takavuosina niin vastaavasti verkkoon on nykyisin liitettynä suunnattoman paljon herkkää elektroniikkaa joiden suojaustaso ylijänniteitä vastaan on huono tai olematon.
Missä viipuvät normit ja niiden käyttöpakko laitevalmistuksessa ylijännitesuojauksen suhteen ?
Koska PLC:n markkinoinnissa korostetaan aina edullisuutta voi myöskin olettaa joka paikassa tingittävän tämän takia. Todennäköisesti tämä koskee myös sitten laitteiden ylijännitteiden sietoa ja tekee verkkoyhteydet haja-asutusalueilla aika epäluotettaviksi.

Tiedonsiirron nopeuden kanssa kilpailukykyä ei oikeastaan ole PLC:llä tänäkään päivänä verrattuna muihin uusiin järjestelmiin ja vahvavirtaverkon kaapeloinnin sähköiset ominaisuudet eivät oikein kovin pitkään riitä nopeuksien kasvattamiseen kilpailijoiden järjestelmiin verrattuna. Lisäksi tiputtaa saman muuntopiirin alueella olevat useat yhtäaikaiset kayttäjät nopeutta selkeästi verrattuna mainostettuihin tyypillisiin nopeuksiin.

LYHYESTI TIEDONSIIRRON TOIMIVUUDESTA

- Mainostetut nopeudet esim. 2mb/s alenevat todetusti esimerkiksi luokkaan 200 kb/s kun muuntopiirissä on kymmeniä käyttäjiä.

- Nopeuden kasvattaminen kilpailevien järjestelmien tahdissa ei onnistu kovin pitkään ja varsinkaan tuottamatta lisää ongelmia mm. häiriöiden suhteen. - Sähköverkossa tapahtuvat normaalit häiriöt aiheuttavat yhteyksien epäluotettavuutta ja hidastumista.

- Kilpailevat järjestelmät eivät tuota vastaavia häiriöitä ja tarjoavat suurempia yhteysnopeuksia.

- PLC - laittteiden ylijännitteiden sieto haja-asutusalueilla on todennäköinen ongelma - ns. kiinteästä yhteydestä ei ole iloa, jos jotuu pitämään laitteet irti verkosta.

- Tietoturvasuoja on huono. PLC-järjestelmiin voi kytkeytyä niin langallisesti kuin kuuntelemalla radioteitse järjestelmän säteilemää liikennettä.

 
Kymen sanomissa julkaistiin artikkeli Kotkassa toukokuussa aloitettavasta PLC - kokeiluprojektista. Tämän kotisivun omistajan näkemys - lähinnä lyhennelmä tämän sivun sisällöstä - ilmestyi saman lehden yleisönosastolla 23.2.2001.

LISÄTIETOJA AIHEESTA:

PLC - LINKIT

Datasähkö - radioliikenteen savusumua ja lehmän sontaa

Power Line Communications - datasiirtoa sähköverkossa - HF-taajuudet tuhoava järjestelmä radioamatööritoiminnan suurin lähiajan uhka! - Radioamatööri 2/2001

PLC uhka kasvaa - Radioamatööri 3/2001

PLC ylittämässä uutiskynnyksen - Radioamatööri 5/2001

Power Line Communications - DX-kuuntelun loppu? - Radiomaailma 3/2001

TAKAISIN PÄÄSIVULLE !