Abnahmemessungen und Fehlersuche an Verkabelungssystemen: Teil 1 - Grundlagen und Normen

Abnahmemessung hilft allen Beteiligten

Die Abnahmemessung ist heutzutage eines der Schlüsselpunkte und ein wichtiger Bestandteil jedes Pflichtenhefts bei IT Infrastruktur Projekten.

Warum ist das so?

Zu Zeiten von 10 MBit/s und auch noch bei 100 MBit/s Ethernet war es ausreichend, wenn die 2 Aderpaare des Twisted-Pair-Kabels „irgendwie“ 1:1 angeschlossen waren. Solange die Drähte am richtigen Kontakt endeten, konnten die Netzwerkkarten schon kommunizieren und Daten übertragen. Heutzutage ist 1,000 MBit/s mit bidirektionaler Parallelübertagung über 4 Aderpaare die technische Grundausstattung. Anspruchsvollere Anwendungen und Rechenzentren brauchen schon mindestens 10 Gbit/s oder höhere Datenraten. Über Kupfer kann zurzeit maximal 40 Gbit/s übertragen werden, über LWL schon bis zu 400 Gbit/s.

Bei Datenraten von 1 Gbit/s aufwärts über Kupferverkabelung reicht ein bloßes Vorhandensein der Aderpaare nicht mehr aus. Gleichermaßen gilt bei LWL-Verkabelungen, dass es nicht reicht, wenn die LWL-Fasern irgendwie zusammengesteckt sind. Die Qualität der Produkte, aber auch die Qualität der Installationsarbeit spielt eine große Rolle in der späteren Leistungsfähigkeit des Endproduktes Verkabelung.

Es reichen schon kleinste Produktfehler oder Fehler beim Anschluss der Komponenten oder Einbringen der Kabel und eine Übertragung über 1 GBit/s oder mehr wird nicht mehr oder zumindest nicht verlustfrei funktionieren.

Damit Projekte reibungsfrei abgeschlossen werden können, ist daher eine Abnahmemessung mit einem Feldmessgerät – oder auch Zertifizierer genannt – für alle drei daran beteiligten Parteien praktisch unumgänglich.

Die Abnahmemessung gibt dem Installateur die Sicherheit, dass sein Produkt „installierte Verkabelung“, für das er die Verantwortung trägt, den im Pflichtenheft oder Angebot angegebenen Spezifikationen entspricht.

Für den Planer ist die Abnahmemessung mit einem Zertifizierer die höchste und sicherste Qualitätsstufe im Qualitätsplan der Gebäudeinfrastruktur und somit ein wichtiger Bestandteil damit die Netzwerkgeräte des Projektes in Betrieb gehen können und die Kommunikation gemäß Spezifikationen funktionieren wird.

Für den Endkunden ist die Abnahmemessung zum einen ein Garant, dass die IT Verkabelung nach Spezifikation funktioniert und die geplanten Anwendungen unterstützen wird und zum anderen auch oft die Grundlage für die Produktgarantien der Hersteller der Verkabelungskomponenten.

Nationale und internationale Normen

Die Grundlage für Abnahmemessungen bilden weltweit Normenwerke für Einzelkomponenten, Verkabelungen, Installation und Messung. Normen sind von größter Bedeutung um die Kompatibilität und Interoperabilität von Verkabelungs-Produkten sicherzustellen.

Beispiel: Wenn man verschiedene CAT6A Produkte verschiedener Hersteller (Buchsen, Kabel, Patch Kabel, etc) zusammen mischt, sollten alle zueinander kompatibel sein und eine Strecke nach EN50173-1 Klasse EA ergeben, was in der Abnahmemessung entsprechend geprüft wird. Diese Klasse-EA-Strecke ermöglicht dann Ethernet-Übertragung bis 10 Gbit/s. Gäbe es die entsprechenden Normen nicht, müssten Planer und Installateure bei jeder einzelnen Komponente der Verkabelung selbst sicherstellen, dass ALLE mechanischen-, elektrischen- und ggf. auch Umgebungsspezifikationen eine Übertragung bis 10 GBit/s ermöglichen.

International werden verkabelungsrelevante Normen bei ISO (International Organization for Standardization) und IEC (International Electrotechnical Commission) behandelt. Auf europäischer Ebene geschieht dies bei Cenelec (Comité Européen de Normalisation Électrotechnique) als EN-Norm und auf deutscher Ebene bei der DKE als VDE-Norm. In der Regel werden die meisten Normen auf ISO/IEC Ebene herausgegeben und viele davon auf europäischer bzw. deutscher Ebene als EN- und VDE-Normen „gespiegelt“. Die EN- und VDE-Normen sind in der Regel inhaltsgleich mit der entsprechenden ISO/IEC-Norm, müssen dies aber nicht zwangsläufig sein. Z.B. enthalten Nationale Normen oft länderspezifische Vorworte oder Anhänge. Es muss auch nicht unbedingt jede Norm auf EN- bzw. VDE-Ebene gespiegelt werden. Viele Normengruppen bestehen lediglich nur auf ISO/IEC- und EN-Ebene.

Anderseits ist es aber auch nicht ausgeschlossen, dass auf Länder- bzw. Europaebene Normen herausgegeben werden, die nicht auf internationaler Ebene gespiegelt werden.

Es empfiehlt sich daher bei Ausschreibungen auf die genaue Version und Ausgabe der Norm zu achten und den Inhalt der jeweiligen Norm zu prüfen.

Unterschieden werden muss zudem noch zwischen einer Norm und einer Technischen Regel (Eng. Technical Report). Eine Norm hat grundsätzlich mehr Gewicht als eine Technische Regel. Letzte kann lediglich als Empfehlung für eine spezielle Anwendung gesehen werden.

Erwähnenswert ist im Zusammenhang mit Normen auch ANSI/TIA da diese Bezeichnung auch in Europa oft auf Produkten gefunden werden kann. ANSI/TIA sind rein amerikanische Normen für Produkte und Verkabelungen. Eine Abnahmemessung in Europa nach einer amerikanischen ANSI/TIA ist in der Regel nicht empfehlenswert.

Wichtig ist auch zu wissen, dass es nicht „die eine allesumfassende“ Verkabelungsnorm gibt, sondern Normen in verschiedenste Themengruppen aufgeteilt sind.

Ebenfalls sollte erwähnt werden, dass Normen keine Gesetze sind, sondern lediglich definierte Mindestanforderungen, um Produkte oder Prozesse kompatibel zu machen.

Normen werden jedoch rechtlich relevant, sobald sie in Verträgen zitiert werden. Schließen z.B. ein Installateur und ein Bauträger einen Vertrag, in dem der Installateur eine Verkabelung gemäß EN50173-1 Klasse EA installieren soll, so wird der Leistungsumfang gemäß dieser Klasse rechtlich bindend für den Installateur.

Normen Themengruppen

Auf Produktebene gibt es Normen für alle relevanten Komponenten wie Stecker, Buchsen, Kabel, Verteiler, etc. Auf Verkabelungsebene werden Verkabelungsklassen definiert, die auf den Komponentennormen aufbauen. Die Verkabelungsklassen wiederum unterstützen verschiedene Anwendungen, z.B. werden alle Ethernet-Anwendungen wie 1 GBit/s Ethernet bei IEEE definiert.

Wie installiert werden muss, wird in Installationsnormen beschrieben. Wie gemessen werden muss, wird wiederum in separaten Messtechniknormen definiert.

Das folgende Schaubild beschreibt einen groben Überblick über den Zusammenhang zwischen den verschiedenen Normungsthemen.

Aus Sicht der Feld-Messtechnik ist der Bereich der Messtechniknormen ausschlaggebend. Hier wird im Detail beschrieben wie im Labor und im Feld gemessen werden muss. Es wird ebenfalls spezifiziert wie genau mindestens gemessen werden muss und wie die Genauigkeiten ermittelt werden. Auf der Kupfer-Seite ist die IEC 61935-1 für die Messungen an strukturierter Verkabelung und die IEC 61935-2 für Messungen an Rangierkabeln ausschlaggebend.

Die Messtechniknormen enthalten in der Regel keine Grenzwerte und erscheinen für den Endkunden lediglich auf dem Datenblatt der Geräte. Für den Endkunden ist hier lediglich wichtig, dass die Geräte den jeweiligen Genauigkeitsklassen für Kupfermessungen entsprechen – siehe Tabelle weiter unten.

Kupfer Installations- und Übertragungsstrecke und EzE in kurzen Worten erklärt

Die Installationsstrecke (engl. Permanent Link) und die Übertragungsstrecke (engl. Channel Link) sind die beiden bis dato normalerweise verwendeten Konfigurationen. Neu hinzugekommen ist die sog. EzE (Ende-zu-Ende) Streckendefinition (engl E2E, End-to-End Link).

Für die Abnahmemessung ist wichtig, was in der Messung beinhaltet ist und was ausgeblendet werden muss. Diese Grenzen werden auch als Referenzebenen bezeichnet.