Messung nach EN Warum eine Messung im LAN? 2. Unterschied in der Methode 3. Messparameter und Erklärung 4.

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1 Messung nach EN Warum eine Messung im LAN? 2. Unterschied in der Methode 3. Messparameter und Erklärung 4. Qualitätspläne Wohnbau Zweckbau

2 Warum Messungen im LAN? Technische Gründe: Korrekte Anschlusstechnik Überprüfung der geforderten Performance / Bandbreite Minimierung von Ausfallzeiten bedingt durch Fehler auf der physikalischen Ebene Kommerzielle Gründe: Sicherheit für Netz-Betreiber durch Zertifizierung Sicherheit für Installateure durch Dokumentation 02.2

3 Messmethoden Verifizierung mit Verdrahtungstester Qualifizierung mit Cable IQ Zertifizierung mit Kabeltester z.b. DSP

4 Verdrahtungstest korrekt gekreuzt 02.4

5 Qualifizierung Erkennt, ob Ihre vorhandenen Verkabelungen z.b. Sprache oder ATM, Token Ting oder Ethernet unterstützen Zeigt, weshalb Ihre vorhandene Verkabelung nicht die erforderliche Bandbreite bietet Bestimmt, was sich am Ende eines Kabels befindet, und zeigt die Gerätekonfiguration (Geschwindigkeit / Duplex / Paarigkeit) Identifiziert nicht verwendete Switch-Ports, die neu zugeteilt werden können Cable IQ von Fluke Intelligente Verdrahtungstester zeigen grafisch die Verdrahtungskonfiguration und Entfernung zu Fehlern 02.5

6 Messungen der Übertragungsstrecken nach der EN

7 Warum so viele Messparameter? Bisher 1 2 Transmit Data 10 or 100 Mbit/s Receive Data 10 or 100 Mbit/s Nicht benötigt für 10&100 Mbit/s Nicht benötigt für 10&100 Mbit/s

8 Warum so viele Messparameter? Gigabit Ethernet wird bidirektional über 4 Paare betrieben H Paar 1 H H Paar 2 H H Paar 3 H H Paar 4 H 4 x 250 MBit/s 02.8

9 Zertifizierung Abnahme einer Zertifizierung mit Nachweis alle Änderungen und Erweiterungen sofort prüfen Handheld-Kabeltester eignen sich zur - Fehlersuche - Zertifizierung Haupt- und Remoteeinheit werden an beiden Enden einer Kabelstrecke angeschlossen. Messung läuft vollautomatische ab 02.9

10 Prüfstrecken Im Anhang der EN :2005 werden die Messstrecken beschrieben Primär-/Sekundär- Verkabelung Prüfgerät V PP PP V Prüfgerät A Horizontale Verkabelung Prüfgerät V PP TA V Prüfgerät B Horizontale Verkabelung Prüfgerät V PP SP V TA V Prüfgerät C Installationsstrecke Horizontale Verkabelung Prüfgerät Prüfschnittstelle Prüfschnittstelle V PP V SP Sammelpunktstrecke Prüfgerät D 02.10

11 Allgemeines zur Verkabelung In der Konfiguration A, B, C wird die zu prüfende Verkabelung als Installationsstrecke bezeichnet: a) A und B enthalten nur feste Verkabelung b) C enthält die feste Verkabelung und eine Sammelpunktschnur. Die durchgeführte Messung wird ungültig, wenn die Sammelpunktschnur gewechselt wird c) D enthält nur feste Verkabelung und wird Sammelpunktstrecke genannt Die weiteren Messparameter werden wie folgt beschrieben 02.11

12 Installations- und Übertragungsstrecke nach DIN EN Switch Rangierfeld TA Endgerät 5 m 90 m 5 m Rangierkabel Installationsstrecke = permanent Anschlusskabel 100 m Übertragungsstrecke = channel Wichtig: permanent link oder channel link? 02.12

13 Channel Link Haupteinheit Patchfeld Anschlussdose Remoteeinheit Patchkabel in voller Länge mitmessen, nicht jedoch die letzten Stecker zum Anschluss der End- bzw. Messgeräte

14 Permanent Link Haupteinheit Patchfeld Anschlussdose Remoteeinheit 02.14

15 Messgeräte am Markt Agilent Technologies Wire Scope PRO IDEAL INDUSRIES LANTEK 6A Fluke DSP 4300 oder DTX

16 Verdrahtung Es dürfen nach der Verdrahtung die Drähte in beiden Dosen gegeneinander nicht vertauscht sein. Jeder Draht muss den gleichen Pin in beiden verbundenen Dosen belegen. Anhand des Verdrahtungstests können Kurzschlüsse, offene Kabel bzw. Kabelbrüche und Verdrahtungsfehler ermittelt werden. Zur einfachen visuellen Darstellung vorhandener Probleme werden Testergebnisse grafisch aufgezeigt

17 Verdrahtung (in Ordnung) Schirm Schirm EIA / TIA 568 A

18 Verdrahtung (in Ordnung) Schirm Schirm EIA / TIA 568 B

19 Verdrahtung (fehlerhaft) Schirm Ader/Schirmschluss 7-8 Schirm Problem: Ader/Schirmschluss Ursachen: Folienschirm zu lang und mit aufgeklemmt Geflechtschirm aufgedröselt und nicht sauber zurückgeführt defekte Buchse oder Stecker beschädigtes Kabel 02.19

20 Verdrahtung (fehlerhaft) Schirm Reversed Pair 3-6 Diese Fehler (Adervertauschung innerhalb eines Paares) gehört zu den am meisten verbreiteten Fehlern. 7-8 Schirm Problem: Reversed Pair Ursache: Leiter an einem Verbinder vertauscht 02.20

21 Verdrahtung (fehlerhaft) Schirm Schirm Problem: Ein oder mehrere offene Pins Ursachen: Leiter nicht korrekt angeschlossen Leiter aus LSA-Klemme gesprungen defekte Buchse oder Stecker beschädigtes Kabel 02.21

22 Verdrahtung (fehlerhaft) Schirm 7-8 Schirm Problem: Adernpaare 2 und 3 sind vertauscht Ursache: Dose und Patchpanel unterschiedlich belegt nach EIA/TIA 568 A bzw. B (Crossover) 02.22

23 Verdrahtung (fehlerhaft) Schirm 7-8 Schirm Problem: Tester zeigt Split Pair Ursache: Paarsystem der Adern aufgelöst Achtung einfache Verdrahtungstester erkennen diesen Fehler nicht!!! 02.23

24 Länge Mit diesem Test wird die Länge jedes Kabelpaares gemessen, um sicherzustellen, daß die empfohlenen Grenzwerte für einen bestimmten Kabeltyp nicht überschritten werden oder zur Berechnung der verlegten Längen. Um die Kabellänge messen zu können, müssen Sie den NVP-Wert des Kabels kennen. Angaben zum NVP des zu testenden Kabels entnehmen Sie den Spezifikationen oder erhalten diese vom Kabelhersteller. Sind die Kabelspezifikationen nicht verfügbar, können Sie den NVP-Wert mit dem Tester anhand einer bekannten Länge selbst ermitteln

25 Länge Bestimmung über TDR- (= Time-Domain-Reflection) Methode Abschluss mit Wellenwiderstand Leerlauf Länge Kurzschluss 2*Länge = Geschwindigkeit * Laufzeit (hin + zurück) 02.25

26 Länge Bestimmung über NVP (= Nominal Velocity of Propagation / Nennwert der Ausbreitungsgeschwindigkeit Länge = NVP * c * Laufzeit/2 NVP = v P /c NVP = Verkürzungsfaktor v P = Signal-Geschwindigkeit im Leiter c = Lichtgeschwindigkeit km/s Die Laufzeit misst ein TDR-Meter NVP ist bekannt oder zu ermitteln 02.26

27 Länge Unterschiedliche Schlaglängen führen zu unterschiedlichen Aderlängen Die Länge ist kein k.o.-kriterium! Die angezeigte Länge ist abhängig vom vorher eingestellten/gemessenen NVP-Wert Der NVP-Wert ist eine Eigenschaft des verwendeten Kabels NVP: Um diesen Faktor breitet sich das Signal auf dem Kupferkabel langsamer aus, als Lichtgeschwindigkeit 02.27

28 Fehler in der Länge Problem: Kabellänge eines Adernpaares zeigt eine Differenz von mehr als 10% zu anderen Paaren Ursachen: Falscher NVP Kabellänge weit überschritten Kabelisolierung an längerem Kabelpaar beschädigt Bruch oder Kurzschluss in einem Kabelpaar Kapazitätsüberschreitung in einem Kabelpaar Problem: Kabeltester generiert Fail bei großen Längen Ursache: Längenkriterium in TIA/EIA-Standards überschritten 02.28

29 DC-Widerstand Mit diesem Test wird der Gleichstrom-Schleifenwiderstand jedes Kabelpaares gemessen, um sicherstellen, dass die Grenzwerte für den Kupferwiderstand nicht überschritten werden. Ergebnisse für jedes Kabelpaar werden in Ohm angegeben zusammen mit den Vergleichsgrenzwerten für den jeweiligen Messstandard. Niedriger Widerstandswert ermöglicht die Fernspeisung von aktiven Komponenten, z.b. ISDN-Telefone, Relais in Ringverteilern 02.29

30 Fehler bei DC-Widerstand Problem: Übermäßiger Widerstandswert Ursachen: Nicht kompatible Kabeltypen Schlechte Messerkontaktverbindung Schlechte RJ-45 Abschlusskomponenten Kabelpaar wurde geflickt Kabelschaden Problem: Einzelnes Kabelpaar zeigt zu hohen DC-Widerstand Ursachen: Schlechte Messerkontaktverbindung Schlechte RJ-45 Abschlusskomponenten Kabelpaar wurde geflickt Kabelschaden Abgenutzter Steckverbinder 02.30

31 Fehler bei Kapazität Problem: Übermäßiger Kapazitätswert Ursachen: Druckeinwirkung, Dehnung oder unterschrittene Biegeradien Defekte Steckverbinder Isolierungsschäden Feuchtigkeit im Kabel Schlechte Verbindung an den Messerkontakten Es gibt keinen (offiziellen) Grenzwert für Verkabelungssysteme. Sie wird aber für die Berechnung der mittleren Impedanz benötigt Die Kapazität dient als Indikator für gestresste Kabel 02.31

32 Impedanz (optional) Der Mittelwert der Impedanz (Wellenwiderstand) ist ein berechneter Wert aus der Kapazität und der Signallaufzeit Die Testergebnisse werden in Ohm angegeben 02.32

33 Fehler bei der Impedanz Impedanzfehler verursachen Signalreflexionen, Intermodulationen und Signalabschwächungen Problem: Zu hohe Impedanzmesswerte Ursachen: Druckeinwirkung, Dehnung oder unterschrittene Biegeradien Defekte Steckverbinder Isolierungsschäden Falsche Kabel oder Patchkabel Feuchtigkeit im Kabel Schlechte Verbindung an den Messerkontakten 02.33

34 Dämpfung Dämpfung ist die Signalabschwächung beim Weg vom Start zum Zielpunkt Die Dämpfung ist Frequenz- und Längenabhängig Sie wird ermittelt indem ein Signal mit bekannter Amplitude am Endgerät eingespeist wird und die Amplitude am Handgerät abgelesen wird Einzeldarstellung und Gesamtdarstellung der Adernpaare 02.34

35 Dämpfung Messung der Einfügedämpfung Signale kommen am anderen Ende abgeschwächt an Ratio (Signalleistung) Dezibel (db) db = 10 log P P FE NE [ db] 1/1 0dB 1/2-3dB 1/5-7dB 1/10-10dB 1/20-13dB 02.35

36 Dämpfung Durch die Wirkung des Wechselstromes entsteht im Innern des Leiters ein Strom, der durch die Induktion des eigenen Magnetfeldes erzeugt wird. Dieser Strom ist dem Betriebsstrom entgegen gerichtet und verdrängt diesen mit zunehmender Frequenz an die Oberfläche des Leiters. Dieser Effekt nennt man Skineffekt, weil nur noch eine dünne Schicht des Leiters als wirksamer Leiterquerschnitt genutzt wird. Die Eindringtiefen des Betriebsstromes werden einerseits durch die Frequenz und anderseits durch das Material bestimmt. Der Leiterdurchmesser hat auf die Eindringtiefe keinen Einfluss. Jedoch: Je größer der Durchmesser des Leiters ist, desto eher ist das Kabel für eine dämpfungsarme Übertragung bei hohen Frequenzen geeignet. Aufgrund der notwendigen Flexibilität für die Verlegung der Leitungen und den Anschlussmöglichkeiten in den Datendosen und Patchfeldern kann der Leitungsdurchmesser nur bis zu einer bestimmten Stärke erhöht werden 02.36

37 Fehler bei der Dämpfung Problem: Übermäßiger Dämpfungswert Ursachen: Kabellänge überschritten Falsches oder minderwertiges Kabel Zu hohe Kabeltemperatur 02.37

38 NEXT = Near End Crosstalk Bei NEXT-Messung wird das Nebensprechen am nahen und fernen Ende des Kabels gemessen (Zu) hohes Nebensprechen erschwert oder macht es unmöglich das zu empfangende Signal richtig zu erkennen. NEXT-Messung wirkt in der Regel nur m in das Kabel hinein. Um Fehler am Ende erfassen zu können, ist die sogenannte DUAL NEXT Messung erforderlich! NEXT-Fehler sind typische Komponentenfehler oder Fehler beim Auflegen 02.38

39 Fehler bei NEXT Problem: Zu niedrige NEXT-Werte Ursachen: Schlechte Installation an den Anschlusspunkten Verdrillung zu weit geöffnet (max. 13mm) PIMF-Abschirmung nicht ausreichend Defektes Kabel Split Pairs Falsches oder minderwertiges Kabel bzw. Komponenten Ungeeignete oder verschlissene Messkabel/Adapter Unzureichende Sorgfalt beim Auflegen 02.39

40 ACR (Attenuation Crosstalk Ratio) min. ACR tatsächlicher ACR Dämpfung NEXT Verhältnis von Dämpfung zu Nebensprechen 02.40

41 ACR (Attenuation Crosstalk Ratio) Hinweis: Fehler bei ACR sind extrem selten. Da es sich um eine zusammengesetzte Größe Handelt, ist im Fehlerfall die Dämpfung und NEXT zu prüfen 02.41

42 Rückflussdämpfung (DUAL Return Loss von zwei Seiten gemessen) Ermittlung der Signalreflexion am Sender aufgrund von Impedanzänderungen in der Übertragungsstrecke Maß für die Anpassung zwischen Innenwiderstand des Messsenders bzw. dem Eingangswiderstand des Messempfängers gegenüber dem Wellenwiderstand der Leitung S Sender Gesendete Energie Reflexionsfaktor- Meßbrücke Stecker Test Paar Zo = 100 Ohm E Empfänger Reflektierte Energie 02.42

43 Rückflussdämpfung 8 Messungen: 4 Messungen am nahen Ende 4 Messungen am fernen Ende Problem: Zu niedrige Return Loss-Werte Ursachen: Unterbrechung, Kurzschluss oder Beschädigung am Kabel Installiertes Kabel, Kabelsegment oder Patchkabel hat die falschen Impedanzeigenschaften Schlechter Messerkontakt 02.43

44 Laufzeit und Laufzeitdifferenz Die Laufzeit ist die Zeit, die ein Signal, das an einem Ende eines Kabels eingespeist wird, benötigt, um das andere Ende des Kabels zu erreichen (engl.: Delay) Der Laufzeitdifferenztest zeigt den Unterschied auf zwischen der gemessenen Laufzeit für das jeweilige Paar im Vergleich zu dem Paar (üblicherweise das kürzeste) mit dem niedrigsten Wert (angezeigt als 0,0ns) (engl.: Delay Skew) Paar 1 Schnellster Paar 2 NIC Paar 3 NIC Paar 4 Langsamster Delay Skew = Langsamster Schnellster Delay Skew (ns) = 54 ns 46 ns = 8 ns 02.44

45 Fehler in Laufzeit und Differenz Problem: Laufzeit zu hoch Ursachen: Überlange Kabel (siehe auch Länge) Übermäßige Dämpfung (siehe auch Dämpfung) Problem: Laufzeit-Differenzen zu hoch Ursachen: Kabel mit unterschiedlichen Isoliermaterialien für die vier Kabelpaare Bruch oder Kurzschluss im Kabelpaar Installationsprobleme 02.45

46 Messung Nach korrekter Einstellung des Messgerätes läuft die Messung automatisch ab Sender & Empfänger FEXT RL Dämpfung RL Sender & Empfänger FEXT Sender & Empfänger FEXT NEXT Dämpfung NEXT Sender & Empfänger FEXT Sender & Empfänger FEXT RL Dämpfung RL Sender & Empfänger FEXT Sender & Empfänger Sender & Empfänger 02.46

47 Messung und Dokumentation 02.47

48 Qualitätsplan nach EN Die Sicherstellung der Konformität und deren Nachweis wird, im Gegensatz zu EN durch Nachweis auf einen Qualitätsplan nach DIN EN geregelt. Die Grenzwerte für die Übertragungsstrecke sind fest vorgegeben. Die Anforderungen an die Komponenten wurden mittels eines statistischen Ansatzes aus den Grenzwerten der Übertragungsstrecke ermittelt. Daher kann auch bei Verwendung normkonformer Komponenten und unter Einhaltung der Längenrestriktionen im Extremfall die Konformität der Ins.-strecke nicht zwingend sichergestellt werden. In diesem Fall muss die Konformität der Übertragungsstrecke nachgewiesen werden. Die Vorgehensweise einer Ausführung in Teilabschnitten (z.b. Verwendung eines Sammelpunktes SP, eng: Consolitation Point CP) wurde neu definiert. Auch bei nachträglicher Ergänzung der Strecke muss die Konformität durch Auswahl der Komponenten sicher gestellt sein

49 Qualitätsstufenplan nach DIN EN Die EN legt nur die Eigenschaften einer Übertragungs- und Installationsstrecke festlegt. Sie schreibt keine Messung vor!!! Welche Messung durchzuführen ist, wird im Qualitätsplan festgelegt. Die Messverfahren sind in der EN festgelegt. Je nach Erfordernis kann es sinnvoll sein, den Umfang des Qualitätsplanes mehr oder weniger groß zu wählen, wie in den vier Beispielen gezeigt wird 02.49

50 A: Qualitätsplan - Stufe 1 Sicherstellung der Konformität durch fachgerechte Installation - nach Komponentenansatz oder - per Design Nur Überprüfung auf Durchgang, Verpolung und bei symmetrischer Verkabelung Kurzschluss Evtl. Fehler bei allen anderen Eigenschaften werden toleriert 02.50

51 B: Qualitätsplan - Stufe 2 Sicherstellung der Konformität durch fachgerechte Installation - nach Komponentenansatz oder - per Design Überprüfung auf Durchgang, Verpolung und bei symmetrischer Verkabelung Kurzschluss und ggfs. Fehlerbeseitigung Zusätzlich messtechnische Überprüfung von Stichproben mit vereinbartem Umfang bezüglich der Anzahl und übertragungstechnischer Parameter Messergebnisse und Fehler werden dokumentiert Innerhalb festzulegender Toleranzen keine Nachbesserung 02.51

52 C: Qualitätsplan - Stufe 3 Sicherstellung der Konformität durch fachgerechte Installation - nach Komponentenansatz oder - per Design Überprüfung auf Durchgang, Verpolung und bei symmetrischer Verkabelung Kurzschluss und ggfs. Fehlerbeseitigung Überprüfung der Übertragungseigenschaften bei symmetrischer Verkabelung (Rückflussdämpfung, Dämpfung, NEXT, PSNEXT, ELFEXT, PSELFEXT, ACR, PSACR, Gleichstromschleifenwiderstand, Laufzeit, Laufzeitunterschied), bei Lichtwellenleiterverkabelung (Dämpfung, Laufzeit) und der Länge an allen Strecken. Die Länge ist kein Ausschlusskriterium. Messergebnisse und Fehler werden dokumentiert Innerhalb festzulegender Toleranzen keine Nachbesserung 02.52

53 D: Qualitätsplan - Stufe 4 Wie Stufe-3, jedoch 100% Nachbesserung Behandlung von Messergebnissen innerhalb der Messgerätegenauigkeit: Bei Verwendung von Messgeräten mit der Messgenauigkeitsklasse 2 oder höher nach DIN EN ist ein Ergebnis innerhalb der Messgeräteungenauigkeit (marginal result) als bestanden zu behandeln