Abnahmemessungen an Kupferdatenstrecken
Der Messparameter Einfügedämpfung im Detail
Abnahmemessungen an (Kupfer-)Datenstrecken sind ein wichtiger Bestandteil der Qualitätskontrolle an Netzwerk-Verkabelungen. Welche Messungen erforderlich sind, definieren die gängigen Verkabelungsnormen ISO/IEC 11801-1 und nachgeschaltet die (DIN) EN 50173-1.
Im Wesentlichen gibt es zwei Gruppen von Messungen. Zu einer Gruppe gehören niederfrequente oder Gleichstrom-Messungen zum Beispiel die Bestimmung der Verdrahtung oder des Gleichstromschleifenwiderstandes in den einzelnen Aderpaaren. Die zweite Gruppe sind Hochfrequenzmessungen, die die Signal-Übertragungseigenschaften der Datenstrecken erfassen. Dazu gehören die Parameter des Nahnebensprechens, der Rückflussdämpfung und der Einfügedämpfung. Und genau diese Messgröße soll es in diesem Artikel gehen.
Die Einfügedämpfung (Insertion Loss, kurz „IL“) gibt die Abschwächung eines Signals durch ein oder mehrere Bauteile an, das in einen Signalweg eingefügt wird. Die Einfügedämpfung beschreibt das Verhältnis zwischen eingespeister und durchgelassener Leistung.
Die Messung der Einfügedämpfung bewertet die Signalabschwächung über den gesamten Weg vom Anfang bis zum Ende der Leitung. Ziel ist eine Aussage darüber, ob die erforderlichen Grenzwerte für die Übertragung der Datensignale eingehalten werden und die Partnerstation somit die Signale auch eindeutig erkennen kann. Legt die Messung Probleme bei der Einfügedämpfung offen, können mehrere Ursachen dafür in Frage kommen. Im Wesentlichen sind es die Länge und die Qualität der Leitung, ausgedrückt durch ihre Hochfrequenzeigenschaften.
Kabel nicht einziehen!
Die Summe aller Hochfrequenzeigenschaften gibt einem Datenkabel die Charakteristik eines Tiefpassfilters: Es lässt niedrige Frequenzen besser durch als hohe. Diese Tiefpasseigenschaft begrenzt zum einen die Bandbreite der Übertragung der Leitung und zwingt dazu, nach einer gewissen Leitungslänge Verstärker (Repeater) einzubauen, um das Signal wieder zu regenerieren oder wie bei Datenleitungen die zulässige Leitungslänge per Grenzwert entweder direkt über die Länge oder indirekt über die maximale Einfügedämpfung zu limitieren.
Die Hochfrequenzeigenschaften sind wichtig, weil die Kupferkabel in diesem Fall keine simplen Energieversorger sind, sondern wesentliche Bestandteile des Übertragungswegs der mittlerweile sehr hochfrequenten Datensignale. Besonders mechanische Überbeanspruchung einer Leitung bedingt direkt eine Abweichung von ihren nominellen Kennwerten und führt zu einer sofortigen Verschlechterung der Übertragungseigenschaften bis hin zur Unterbrechung der Kommunikation. Daher auch zuerst der eindringliche Rat an alle Installateure: Datenkabel nie „einziehen“, sondern nur „einlegen“!
Messparameter Einfügedämpfung
Die Einfügedämpfung einer Verkabelungstrecke wird im Frequenzbereich der entsprechenden Verkabelungsklasse gemessen (zum Beispiel Klasse EA nach ISO/IEC oder EN 50173-1 bis 500 MHz). Dazu erfolgt nicht nur eine einzelne Messung der Frequenz als Referenzpunkt, sondern das gesamte Spektrum wird von 1 MHz bis zur Maximalfrequenz des jeweiligen Standards „gewobbelt“. An per Standard festgelegten Frequenzpunkten werden die Ergebnisse aufgezeichnet und zur Bewertung geführt. Die Dämpfung der Aderpaare ist das logarithmische Verhältnis des Signals, das in die Paare hineinläuft, und dem Signal, das am anderen Ende der Kabelstrecke ankommt. Von den vier Dämpfungen eines typischen achtadrigen Kabels dient der größte Wert zur Bewertung der Verkabelungsstrecke. Dies ist in den entsprechenden Standards so definiert.
Die gesamten gemessenen Werte aller Aderpaare stellen die heutigen Verkabelungszertifizierer auch grafisch dar und speichern sie mit allen Datenpunkten ab.
Da das Erreichen der maximal vertretbaren Einfügedämpfung eben nicht an eine feste Leitungslänge gebunden ist, erscheint der Messparameter „Länge“ in den ISO/IEC-Normen und davon abgeleiteten Standards nur als informativer Wert. In den amerikanischen ANSI/TIA-Standards dagegen gibt es feste Bestanden/Nicht-Bestanden-Grenzwerte für die Länge einer Strecke.
Die Messwerte sind vor allem abhängig von der Länge der Kabel und dem Aderquerschnitt des verwendeten Kabels. Befinden sich diese beiden Parameter in Balance (und hat der Installateur beim Einbringen der Leitungen nichts überstrapaziert) sollte der Messwert ein „Bestanden“ ergeben. Sollte ein „Nicht-Bestanden“ für diesen Messwert erscheinen, gilt es, die möglichen Fehlerursachen der Reihe nach abzuarbeiten.
- Der Messparameter Einfügedämpfung im Detail
- Fehlerursachen
- Fazit – Messtechnik – Tipps
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