Überspannungsschutz für VDSL im Multimediafeld
Datenraten bis zu 1,5Gbit/s
Telekommunikations-Anschlüsse werden immer schneller, und die aktive Technik (z. B. Router) wandert mittlerweile in den Zählerschrank (Multimediafeld). Damit diese Geräte auch bei Gewitter stabil arbeiten können, sollten sie vor Überspannungsbeeinflussungen geschützt werden.
Inhaltsverzeichnis und Quicklinks
Zusätzlich zum notwendigen Überspannungsschutz für die Spannungsversorgung empfehlen die VDE 0100-443 und die TAR Niederspannung VDE-AR-N 4100 den Schutz der Kommunikations-Schnittstelle. Angesichts der Vielzahl der unterschiedlichen Telekommunikations-Systeme stellt sich die Frage: Welches ist das geeignete Schutzgerät?
DSL-Schnittstellen und deren Übertragungsraten
DSL-Schnittstellen (digital subscriber line) stellen Internetverbindungen mit Geschwindigkeiten von 16 Mbit/s (ADSL2) bis 300 Mbit/s (Super-Vectoring-VDSL / SVVDSL) zur Verfügung. Da immer größere Datenmengen übertragen werden müssen und häufig auf den letzten Metern Kupfer-Telefonkabel verwendet werden, wurde Vectoring VDSL entwickelt. Dieses Verfahren reduziert Störungen durch das sogenannte Übersprechen im Telefonkabel. Die Übertragungsfrequenzen der verschiedenen Übertragungssysteme liegen hierbei zwischen 2,2 MHz (ADSL) und 35 MHz (SVVDSL). Dieser Wert ist für die Auswahl von Schutzgeräten wichtig, da deren Grenzfrequenz mindestens der DSL-Bandbreite entsprechen sollte, damit das Signal ohne Beeinflussung durchgeleitet wird. Idealerweise gibt der Hersteller also nicht nur die Grenzfrequenz an, sondern zusätzlich die maximal mögliche DSL-Geschwindigkeit.
Neben dem Super-Vectoring-VDSL gibt es auch ein noch schnelleres Übertragungsverfahren, das »G.fast«. Damit sind im Idealfall sogar bis zu 2 Gbit/s realisierbar. G.fast ist jedoch nur bei sehr kurzen Strecken (< 100 m) der Kupferleitungen einsetzbar.
Anforderungen an DSL-Schutzgeräte
- Keine Einschränkung bei der Datenübertragung durch eine geringe Dämpfung und eine hohe Grenzfrequenz.
- Verwendbar bei ADSL, VDSL, VVDSL, SVVDSL und G.fast.
- Schnelle und einfache Installation auf Tragschiene und Wand oder auf Lochblech im Multimediafeld.
- Sicheres Verhalten bei Überlast sogar bei Power-cross.
Bild1: Durch die hohe
Übertragungsbandbreite
(bis zu
, Gbit/s) eignet sich
das Schutzgerät sehr
gut für moderne Modems;
die Montage
ist auf einer ebenen
Fläche (Wand) oder
einer Lochrasterplatte
im Schaltschrank
möglichQuelle: Phoenix ContactGeeignete Schutzgeräte
Um das Signal nicht zu beeinflussen, muss die Dämpfung bei diesen Frequenzen bzw. in dem verwendeten Frequenzband vernachlässigbar klein sein. Ein weiterer Aspekt bei einer Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung, insbesondere wenn Super-Vectoring verwendet wird, ist die Symmetrie der beiden Kupferadern gegen Erde. Bei dem neu entwickelten Schutzgerät »DT-Tele-WM-RJ45-PT-I« wurde ein großes Augenmerk auf diese Übertragungseigenschaft gelegt. So hat es auch bei Datenraten von bis zu 300 Mbit/s bei VDSL und 2 Gbit/s bei G.fast praktisch keinen Einfluss auf die Übertragungsqualität. Belegt wird das gute Übertragungsverhalten des Schutzgeräts durch eine Prüfung bei der Deutschen Telekom, in der die Kompatibilität mit VDSL, Vectoring VDSL (VVDSL), Super-Vectoring VDSL (SVVDSL) und G.fast bestätigt wird.
Schnelle und einfache Installation
Das Schutzgerät lässt sich mit nur einem Handgriff auf eine Tragschiene aufrasten. Alternativ kann es durch die herausziehbaren Laschen auch auf einer ebenen Fläche (Wand) oder einer Lochrasterplatte im Schaltschrank (Multimediafeld) montiert werden (Bild 1). Der elektrische Anschluss besteht aus einer Kombination aus Push-in-Technik für Installationskabel (Telefonkabel) und RJ45-Buchsen für konfektionierte Telefonkabel (Bild 2).
Schutz gegen Fehlinstallationen und Power-cross
Wenn an den Anschlussklemmen versehentlich eine nicht dafür vorgesehene Leitung mit zu hoher Spannung aufgelegt wird, sorgen die integrierten Stromsensoren dafür, dass der Stromfluss durch das Endgerät und die am Endgerät anliegende Spannung auf ein ungefährliches Maß beschränkt wird (Bild 3). Wenn der Fehler behoben ist, gehen die Stromsensoren wieder in den Normalzustand über. Selbst im Extremfall, wenn die Telefonleitung durch einen Fehler außerhalb des Gebäudes Netzspannung führt – man spricht dann von Power-cross – oder eine 230-V-AC-Leitung direkt am Schutzgerät angeschlossen wird, schützt es das Endgerät (z. B. den Router) und nimmt dabei selbst immer einen sicheren Zustand ein.
Bei einer thermischen Überlastung des Ableiters greift eine interne Abtrennvorrichtung ein und trennt das betroffene Schutzelement von der Datenleitung. Gleichzeitig signalisiert die rote Statusanzeige, dass das Schutzgerät schnellstmöglich ausgetauscht werden sollte, weil die Schutzfunktion dann nicht mehr gegeben ist.
Der hier beschriebene Überspannungsschutz begrenzt somit nicht nur hohe Impulsspannungen, sondern auch die schädliche Energie, die durch eine Fehlverdrahtung entstehen könnte. Dies vermeidet Zerstörungen am TK-Gerät.
Bild 2: Schnelle und einfache Installation durch die Kombination aus Push-in-Anschlusstechnik für Installationskabel (Telefonkabel) und RJ45-Buchsen für konfektionierte Telefonkabel Quelle: Phoenix Contact
Bild 3: Durch Überlast-Schutzmechanismen wie thermischen Schutz an der Funkenstrecke und Stromsensoren in der Leitung wird das Produkt auch bei Fehlverdrahtung (z. B. Power-cross) geschütztQuelle: Phoenix ContactGeforderte Leistungsfähigkeit
In Bezug auf die notwendige Leistungsfähigkeit der Schutzgeräte gibt die Norm IEC 61643-22 (VDE 0845 Teil 3-2) [1] Hinweise. Diese Norm beschreibt die erforderlichen Überspannungs-Kategorien an den TK-Leitungen. Einzuhalten sind je nach Einbauort die Klassen D1, C2 oder C1. Diese und viele weitere Eigenschaften werden durch genormte Prüfungen nach der Produktnorm [2] nachgewiesen.
Bei einem gut dokumentierten Schutzgerät gibt es idealerweise Angaben zu mehreren Normimpulsen, denn oft hängt die zu erwartende Impulsstärke vom Installationsort ab. So sollten Schutzgeräte an der ersten Blitzschutzzone, dem Gebäudeeingang, die Anforderungen der Kategorie D1 erfüllen. Eine zweite Stufe sollte der Anforderungskategorie C2 und eine dritte Stufe der Anforderungskategorie C1 entsprechen. Das hier beschriebene Schutzgerät weist alle genannten Kategorien auf und kann somit an jeder Blitzschutzzone, also überall, eingesetzt werden.
Fazit
Eine Zerstörung wichtiger Endgeräte durch transiente Überspannungen, hervorgerufen beispielsweise durch Blitzeinschläge in das Gebäude selbst oder in einer Umgebung von mehreren 100 m, kann verhindert werden, wenn die Stromversorgung und die Datenschnittstellen aller gefährdeten Geräte mit geeigneten Überspannungsschutzgeräten beschaltet werden. Der Verzicht auf die Internet-Nutzung bei widrigen Wetterverhältnissen wie Gewitter gehört der Vergangenheit an – dank Überspannungsschutz. Geeignete Schutzgeräte weisen eine hohe DSL-Übertragungsrate aus und sind einfach anzuschließen und zu installieren.
Literatur
[1] IEC 61643-22 (VDE 0845 Teil 3-2); Überspannungsschutzgeräte für den Einsatz in Telekommunikations- und signalverarbeitenden Netzwerken – Auswahl- und Anwendungsprinzipien
[2] IEC 61643-21(VDE 0845 Teil 3-2); Überspannungsschutzgeräte für den Einsatz in Telekommunikations- und signalverarbeitenden Netzwerken – Leistungsanforderungen und Prüfverfahren
Für Schnelleser
TK-Endgeräte wandern zunehmend in den Zählerschrank und sollten dort gegen Überspannungen geschützt werden
Bei der Auswahl der Schutzgeräte sollte man darauf achten, dass diese einen möglichst geringen Einfluss auf die Übertragungsqualität haben
Quelle:
de – das elektrohandwerk
Autor:
Dipl.-Ing. Ralf Hausmann, Produktmarketing, Überspannungsschutz, Phoenix Contact, Blomberg