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1-2016

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Zeitschrift für Elektro-, Gebäude- und Sicherheitstechnik, Smart Home

Elektroinstallation

Elektroinstallation Störsichere und zuverlässige Kommunikationsverkabelung – aber wie? Kommunikationskabel werden in zunehmenden Maße zusammen mit den Niederspannungskabeln verlegt und müssen immer höhere Datenraten transportieren. Damit die Übertragung unter diesen Bedingungen reibungslos erfolgt, ist erhöhtes Augenmaß bei Planung und Installation beider Leitungstypen erforderlich Grundsätzlich sollte man als Planer zuerst festlegen, ob die Kommunikationsverkabelung anwendungsspezifisch oder anwendungsneutral sein soll. Im ersten Fall ist sie auf eine einzige Anwendung spezialisiert, etwa die Datenübertragung zwischen Computern. Im zweiten Fall ist sie recht universell zu gebrauchen. Man spricht auch von einer strukturierten Verkabelung. Diese ist heutzutage fast üblich. Stellt sich noch die Frage, ob (auch) Lichtwellenleiter zum Einsatz kommen sollen. Ihr großer Vorteil: die totale Unempfindlichkeit gegenüber elektrischen und magnetischen Störfeldern. Weil sie mechanisch relativ empfindlich und noch recht kostspielig sind, trifft man sie nicht allzu häufig an. Das muss man wissen Bei den bewährten Kupferkabeln kann man auf verdrillte Leitungen (Twisted Pair) und Koaxialkabel setzen. Entsprechende Standards zur Verkabelung setzt das IEEE, das Institute of Electrical and Electronics Engineers. Man klassifizierte innerhalb bestimmter Frequenzgrenzen. Die Amerikaner verwenden dabei den Begriff Categorie (Cat). In Europa sagt man Kategorie (Kat.),hat jedoch den Categorien entsprechende Klassen (Link Classes) definiert (s. Tabelle). Das Klassifizierungssystem ist so ausgelegt, dass Kabel höherer Kategorien immer die Leistungsparameter aller darunter liegenden Kategorien mit abdecken. Am Anfang der Planung steht die Festlegung der Klasse oder Kategorie. Jedes hier eingebrachte Element einer niedrigeren Klasse, wie z.B. ein Steckverbinder, degradiert das gesamte System auf diesen Level. Kürzestmögliche Leitungslängen bedeuten höchstmögliche Sicherheit der Übertragung (Störsicherheit) sowie geringste Kosten. Bei sehr hohen Frequenzen bzw. Datenraten wird die Dämpfung der Leitung problematisch. Je geringer die Dämpfung, umso höher die Kosten, doch gibt es technische Grenzen. Für die zukünftigen Systeme der Cat. 8 mit ihren bis zu 40 Gbit/s dürfen die einzelnen Leitungen vermutlich nicht länger als 30 m sein. Systeme gemäß Cat. 6 sind da wesentlich unproblematischer. 6 Haus + Elektronik 1/2016 Haus & Elektronik 1-2016.indd 6 18.12.2015 10:09:31

Elektroinstallation In Gebäuden wird die vertikale Verkabelung in Form von Steigeleitungen als Sekundärbereich bezeichnet. Hier bieten sich Lichtwellenleiter besonders an, u.a., weil sie sich dabei sehr einfach verlegen lassen. Den horizontalen Teil der Verkabelung nennt man Tertiärbereich. Hier haben sich Kupferkabel besonders etabliert. Dieser Bereich stellt bezüglich Material, Arbeitszeit und Kosten den Hauptanteil der Verkabelung. Und ist bezüglich Störsicherheit und Zuverlässigkeit am sensibelsten. Die DIN EN 50174-1 liefert informationstechnische Vorgaben und Anforderungen bezüglich der „Installation von Kommunikationsverkabelung“ in Richtung „Installationsspezifikation und Qualitätssicherung“. Da geht es im Wesentlichen um • Planung, • Qualitätssicherung, • Betriebsabläufe, • Wartung und Instandhaltung, • Mindestanforderungen an die technische Spezifikation und den Qualitätsplan, • Aufrechterhaltung der Polarität bei Lichtwellenleitern und • Dokumentation. Zu den wichtigen Anforderungen an die Installation gehört, dass Kabel, Halterungen, Rahmen, Gestelle und Schränke innerhalb der informationstechnischen Verkabelung so anzuordnen sind, dass • die elektromagnetische Störbeeinflussung minimiert wird und • eine vorschriftsmäßige Trennung zum Niederspannungsteil erfolgt. Zu dieser Trennung findet man Vorschriften in Teil 2 und 3 der Norm. Während diese Anforderungen noch Interpretations- und Gestaltungsspielraum offen lassen, verlangt die Norm jedoch ohne Wenn und Aber die Einbindung aller Kabelschirme in den Blitzschutz-Potentialausgleich und die Beschaltung der aktiven Adern mit Überspannungs-Schutzgeräten bei von außen herangeführten Kommunikationskabeln. Dies kann oder muss allerdings logischerweise entfallen, wenn das Gebäude kein Blitzschutzsystem besitzt. Weiter wichtig bezüglich Funktionssicherheit: Alle Verbindungspunkte sind in sicherer Arbeitshöhe so anzubringen, dass Verunreinigungen, wie Staub, Schmutz oder Wasser, nicht eindringen können. Achtung, auch Koaxialkabel haben (wie Lichtwellenleiter) gewisse Ansprüche bezüglich Zugbelastung, Quetschungen und Biegeradius. Man verlege sie entsprechend sorgfältig. Mit steigender Frequenz/Kategorie wachsen auch die Anforderungen an die Montage der Stecker. Die DIN EN 50173-1 betrifft die „Anwendungsneutrale Kommunikationskabelanlage“ und definiert hier allgemeine Anforderungen, den Anwendungsbereich und die Konformität. Im Einzelnen geht es dabei um: • Teilsysteme (Bereiche) der Anlage • deren Dimensionierung und Konfiguration • Grenzwerte von Installations- und Übertragungsstrecke • Definition und Leistungsfähigkeit der Datenkabel • Definition der Umgebungseigenschaften für die Datenkabel • mechanische Eigenschaften und Leistungsfähigkeit der Verbindungstechnik • Definition der Umgebungseigenschaften für die Verbindungstechnik • Anforderungen für Schnüre und Rangierpaare • Definition der Übertragungsklassen • unterstütze Netzanwendungen für die Übertragungsklassen Beispielausführungen für Primär- (gebäudeüberschreitende) und Sekundärverkabelung unterstützen dabei den Praxisbezug. Die DIN EN 50173-4 zielt auf anwendungsneutrale Kommunikationskabelanlagen in Wohnungen ab. Dazu äußert sie sich zu folgenden Themen: • Struktur der Anlage zur Unterstützung von IuK- und (oder) RuK-Netzanwendungen • Verkabelungsstruktur zur Unterstützung von SRKG-Netzanwendungen • Leistungsvermögen der Übertragungsstrecke • Leistungsanforderung an die Kabel • Leistungsanforderung an die Verbindungstechnik • Anforderungen für Schnüre und Rangierpaare • Grenzwerte für die Verkabelungsstrecke IuK steht für Information und Kommunikation; hier geht es u.a. um die nach DIN 18015-1 vorgeschriebenen Rohrnetze für Telekommunikationsanlagen. Die populärsten Netzwerkkabel Für aktuelle Installationen sind Cat 5, 6 und 7 relevant. Cat-5-Kabel sind am verbreitetsten. Sie dienen der Signalübertragung bei hohen Bitraten und Frequenzen bis 100 MHz. Ihre Standardkennzeichnung ist EIA/TIA-568. Cat-5- Netzwerkkabel bilden heute das Rückgrat strukturierter Netzwerkverkabelungen von Rechnern und eignen sich für Fast- oder Gigabit- Ethernet. Bei RuK geht es um die Verteilanlagen für Radio und Fernsehen. SRKG steht für Steuerung, Regelung und Kommunikation in Gebäuden. Einige Beispielausführungen erhöhen den praktischen Wert der Darstellungen. Wichtig bezüglich Störsicherheit: Die Schirme der Koaxialkabel dürfen nicht unterbrochen werden und sind an beiden Enden (an Masse/Erde) auf kurzmöglichstem Weg anzuschließen. Dieser zweifache Anschluss ist, wenn er nicht auch der Signalübertragung dient, durchaus diskussionswürdig. Zur Entfaltung der elektrischen Abschirmwirkung genügt nämlich schon die einfache Erdung. Bei doppeltem Anschluss entsteht eine Masseschleife und somit eine Einfallsmöglichkeit für magnetische Störfelder, die darin eine Spannung induzieren. In jedem Fall entscheidet die Qualität der Schirmung (einfach, doppelt, dreifach, Kopplungswiderstand) über den Grad der Robustheit gegenüber elektrischen Störfeldern. Die DIN EN 50174-2 Cat-6-Kabel sind für Betriebsfrequenzen bis zu 250 MHz konzipiert. Jedoch ist die mögliche Länge indirekt proportional zur höchstmöglichen Übertragungsgeschwindigkeit. Anwendungsbereiche sind alle Sprach- und Datenübertragungen sowie ATM- und Multimedia-Netze. Für bis zu 500 MHz zu gebrauchen sind Kabel der Unterkategorie Cat 6a (augmented). Die Standardkennzeichnung von Cat-6-Netzwerkkabeln lautet EN50288. Cat-7-Kabel ermöglichen Betriebsfrequenzen von 600 MHz. In der Unterkategorie Cat 7a (bzw. Klasse FA) sind 1.000 MHz möglich. All diese Netzwerkkabel besitzen vier separat geschirmte Adernpaare innerhalb eines gemeinsamen Schirms. Sie sind daher für 10-Gigabit-Ethernet bestens geeignet. Weltweit sind zwei Steckertypen genormt: Nexans GG45 und Siemon TERA. Den Standard bilden jedoch hier die RJ-45-Stecker, die in Bezug auf alle Kategorien komplett abwärtskompatibel sind.Die Schirmbefestigung/- kontaktierung erfolgt mit Schellen aus Metall. Diese müssen den Schirm großflächig umschließen und guten Kontakt ausüben. Sie dürfen nicht gleichzeitig der Zugentlastung dienen. Verzinnte oder galvanisch stabilisierte Oberflächen gewährleisten bestmöglichen Kontakt. namens „Installation von Kommunikationsverkabelung – Installationsplanung und Installationspraktiken in Gebäuden (Industrieräume, Wohnungen, Rechenzentren)“ formuliert Anforderung an die Planung der Installation von Kommunikationsverkabelung bezüglich • Sicherheit, • Dokumentation, • Kabelwegen, • Kabelführungssystemen, • geschirmter Verkabelung, • Trennung metallener informationstechnischer Verkabelung und Stromversorgungsleitungen, • Stromverteilungsanlagen und Blitzschutz sowie • EMV (elektromagnetische Verträglichkeit) und sonstigem Schutz. Hier geht es also am konkretesten um die Sicherheit, aber auch um die entsprechende Installationspraxis und Kennzeichnung. So wird vorgeschrieben, dass eine erforderliche räumliche Trennung der Kabel für Kommunikation und 230 V so auszuführen ist, dass sie konstruktiv dauerhaft erhalten bleibt. Es werden konkrete Trennabstände genannt und dazu die Trennklassen a bis d definiert. Die Trennklasse ergibt sich aus der beabsichtigten Anwendung. In allen Fälle kann der Trennabstand Haus + Elektronik 1/2016 7 Haus & Elektronik 1-2016.indd 7 18.12.2015 10:09:31

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