450 MHz - Einblicke und Status Quo
Warum benötigen Energieversorger die Anbindung an das 450-MHz-Funknetz? - Einblicke in das Konzept und den Status Quo.
"Das 450-MHz-Funknetz ebnet den Weg für eine erfolgreiche Digitalisierung der Energiewende."
Die Energiewende treibt die Dezentralisierung und Digitalisierung in der deutschen Energieversorgung voran, was für Energie- und Wasserversorgungsunternehmen existenzielle Herausforderungen mit sich bringt. Diese Unternehmen benötigen sichere, flächendeckende, hochverfügbare und kosteneffiziente Kommunikationssysteme, um den veränderten Anforderungen und verschiedenen Szenarien von Ausfällen langfristig gerecht zu werden.
Durch die robuste 450-MHz-Funknetzinfrastruktur wird eine zuverlässige Grundlage für eine hochverfügbare Sprach- und Datenkommunikation geschaffen, die zur Sicherung der Versorgung und zum Schutz kritischer Infrastrukturen beiträgt.
Eine kritische Dienstleistung ist nach dem BSI-Gesetz „eine Dienstleistung zur Versorgung der Allgemeinheit in den Sektoren nach den §§ 2 bis 8, deren Ausfall oder Beeinträchtigung zu erheblichen Versorgungsengpässen oder zu Gefährdungen der öffentlichen Sicherheit führen würde.“ Hierzu gehört auch das Stromnetz.
Diese Entscheidung markiert einen bedeutenden Fortschritt im Rahmen der erfolgreichen Umsetzung der Energiewende.
Wie die 450-MHz-Technologie in den Fokus rückte
Bereits 2016 wurde mit dem Gesetz zur Einführung intelligenter Messsysteme im Messstellenbetriebsgesetz (MsbG) ein bedeutsamer Schritt unternommen. Im Vergleich zu herkömmlichen Zählern sollten diese Systeme über ein Gateway aus der Ferne ihre Verbrauchsdaten übertragen und Steuerungsprozesse ermöglichen. Die Überlegung verschiedener Optionen wie Mobilfunk, Powerline und Glasfaser zeigte, dass die Bereitstellung der Konnektivität und Einhaltung hoher Sicherheitsstandards eine Herausforderung darstellte. Der Bedarf nach einer zuverlässigen Technologie, die den Anforderungen für die Steuerung des Stromnetzes von morgen gerecht wird, stieg. Die Notwendigkeit der eigenen Kommunikationstechnologie in der Energiebranche wurde durch die Einführung von Informationssicherheitsmanagementsystemen und die steigenden Anforderungen im Bereich erneuerbarer Energien und Schutz kritischer Infrastrukturen verstärkt. Die 450-MHz-Technologie erfüllte diese Anforderungen und gewann so an Bedeutung in der Branche.
Wer baut das 450-MHz-Funknetz auf und wer darf es nutzen?
Die Vergabe der 450-MHz-Frequenzen bildete die Grundlage für den Ausbau des Funknetzes. Im März 2021 erhielt die 450connect GmbH aus Köln den Zuschlag für die Frequenzen bis 2040. Dies ermöglicht 450connect den Aufbau eines 450-MHz-Funknetzes in Deutschland und die Bereitstellung von Services für Dritte, wobei der Anwendungsbereich auf kritische Infrastrukturen wie Stromnetze beschränkt ist.
Hinter 450connect steht eine Gesellschafterstruktur aus mehr als 70 Energie- und Wasserversorgungsunternehmen, deren langjährige Erfahrung und technische Expertise den Aufbau und Betrieb der Kommunikationsplattform wesentlich unterstützen.
Die Funktionen und Vorteile des 450-MHz-Funknetzes in der Energiewirtschaft
Das 450-MHz-Funknetz unterstützt die Energiewirtschaft in verschiedenen Bereichen, einschließlich Netzüberwachung, -steuerung, Anbindung von Erzeugungs- und Verbrauchsanlagen sowie Auslesung intelligenter Messsysteme. Auch die Sprachkommunikation mit Wartungs- und Reparaturteams, sowohl im Normalbetrieb als auch in Krisensituationen wie flächendeckenden Stromausfällen, wird ermöglicht. Die Nutzung der 450-MHz-Technologie stärkt die Widerstandsfähigkeit von Stromnetzen für die Zukunft und in Krisensituationen.
Strom-Verteilnetzbetreiber erkannten früh die Vorteile der 450-MHz-Frequenz für ein Kommunikationsnetz, da sie eine hohe Verfügbarkeit, Netzabdeckung und IT-Sicherheit bietet. Diese Technologie erfüllt die Anforderungen für die Kommunikation bei kritischen Infrastrukturen. In Krisen ist die Kommunikation ein entscheidender Teil des Wiederaufbaus, da ohne sie eine Wiederherstellung des Stromnetzes kaum möglich wäre.
Mithilfe der hochverfügbaren Sprachkommunikation von 450connect können Einsatzkräfte, auch bei einem Ausfall öffentlicher Telekommunikationsnetze, miteinander kommunizieren. Ebenso ermöglicht sie die Kommunikation mit der Netzleitstelle, dem Netzbetreiber und anderen Betreibern kritischer Infrastrukturen sowie den Krisenstäben.
Die Vorteile des 450-MHz-Netzes gegenüber dem Standard-Mobilfunknetz 4G/5G:
• Hohe Reichweiten und gute Gebäudedurchdringung durch niedrigere Frequenz
• Hohe Systemverfügbarkeit mittels Notstromversorgung (schwarzfallfest)
• Priorisierung von Anwendungen gemäß Kritikalität möglich
• Hohe Sicherheit durch autarke Netzinfrastruktur bundesweit
• Speziell für den Betrieb kritischer Infrastrukturen (Gas, Wasser, Strom) aufgebaut
• Hohe Leistungsfähigkeit durch standardisierte Mobilfunktechnik
• Hohe Investitions- und Zukunftssicherheit
Andere Technologien, wie z.B. LoRaWan, werden aufgrund der Vielzahl an Möglichkeiten, der lizenzfreien Frequenzen und der langen Akkulaufzeiten weiterhin für Smart-City-Szenarien genutzt.
Rollout des 450-MHz-Netzes bis 2025
Für 2023 ist der Start der Funkversorgung in den ersten Regionen Deutschlands geplant. Der Ausbau des 450-MHz-Funknetzes soll bis 2025 bundesweit abgeschlossen sein. Für die Erschließung des gesamten Bundesgebietes sind ca. 1.600 Funkmasten erforderlich. Die einzelnen Funkstandorte verfügen über bis zu 3 Sektorenantennen, die eine umfassende Funkabdeckung gewährleisten. Die bis zu 4 Richtfunkantennen pro Funkstandort stellen die redundanten Richtfunkverbindungen und somit die Kommunikation zwischen den einzelnen Funkstandorten und dem Backbone sicher. In vielen weiteren Ländern werden ebenfalls dedizierte Kommunikationsnetze für den Betrieb der kritischen Infrastruktur aufgebaut.
Horstmann bietet 450-MHz-Funknetz-fähige Produkte an
Horstmann hat die Produkte, die über ein Modem, also eine Fernmeldung verfügen (z.B. SN2, SN2HV), durch eine Hardwareanpassung für das 450MHz Funknetz zukunftssicher gemacht. Die Fernmeldesoftware iHost fungiert als Backendsoftware und Datenkonzentrator.
Somit ist die Integration in die IT-Infrastruktur der Energieversorger sowie deren Anbindung an ein Leitsystem sichergestellt. Durch diese Maßnahmen können Ortsnetzstationen für das 450-MHz-Funknetz vorbereitet werden.
Der Horstmann Smart Navigator 2.0 ist beispielsweise bereits 450-MHz-fähig.
Der Freileitungs-Kurzschlussanzeiger bietet auch in der 450-MHz-Variante folgende Produktmerkmale:
1. Intelligente Fehlererkennung – reduziert die Ausfallzeiten
2. Freileitungsmonitoring – Sammeln von Messdaten zur weiteren Auswertung (Nutzbar z.B. durch Netzplanung und Asset Management)
3. Energy Harvesting aus der Freileitung
4. Innovative Montage – Installation unter Spannung und vom Boden aus
5.Fernwartung – Konfiguration und Updates aus der Leitwarte einspielen
6. Die Besonderheit: Schwarzfallfest – dadurch fit für eine zukunftssichere Energiewirtschaft
Zusammenfassung
Zusammenfassend zeigt sich, dass die Einführung des stabilen 450-MHz-Funk-Netzes in der Energiewirtschaft Deutschlands einen wichtigen Meilenstein für die Sicherheit und den Ausbau der Kommunikationssysteme für das Stromnetz darstellt. Diese Anbindung ist eine Reaktion auf die gestiegenen Anforderungen im Zuge der Energiewende, die Dezentralisierung und Digitalisierung bedingen. Die Entscheidung, das 450-MHz-Funknetz zu etablieren, ermöglicht eine sichere und zuverlässige Kommunikation in Krisensituationen und gewährleistet die Versorgungssicherheit kritischer Infrastrukturen. Das 450-MHz-Funknetz wird von der 450connect GmbH vorangetrieben, hinter der sich etablierte Unternehmen der Energie- und Wasser-Branche verbergen. Bis 2025 wird der Rollout des 450-MHz-Netzes mit ca. 1.600 Funkmasten erwartet. Horstmann hat sich bereits an die neuen Anforderungen angepasst und bietet schon jetzt 450-MHz-fähige Produkte an, um eine intelligente Fehlererkennung in Freileitungen zu gewährleisten. Dazu zählt beispielsweise der Freileitungs-Kurzschlussanzeiger Smart Navigator 2.0.
