Abnahmemessung im Feld

Direkter Messaufbau für M12-Rundstecker

07. Februar 2013, 07:00 Uhr   |  Dipl.-Ing. (TH) Ralf Tillmanns ist in der Technologieentwicklung Data Connectors, Field Device Connectors, bei Phoenix Contact in Blomberg tätig (jos)

Direkter Messaufbau für M12-Rundstecker

Bei Verkabelungsstrukturen mit Rundsteckverbindern treten bei Abnahmemessungen im Feld Probleme auf, weil keine definierten Messaufbauten oder Messadapter zur Verfügung stehen. Ein direkter Messaufbau - der so genannte "Direct Fixture M12" mit X-Codierung - schafft Abhilfe und ermöglich außerdem die schnelle und sichere Messung von Steckern und Buchsen im Labor gemäß IEC 60512-29-100.Zur Überprüfung und Qualitätssicherung der Übertragungseigenschaften von Übertragungsstrecken (Channel) führen Techniker im Feld Abnahmemessungen durch. Dies setzt normgerechte Messadapter für Feldmessgeräte voraus, die beim X-codierten M12-Steckgesicht jedoch nicht existieren. In der Praxis kommen daher X-codierte M12/RJ45-Adapter zum Einsatz, die jedoch in ihren Übertragungseigenschaften nicht eindeutig definiert sind. Die Messergebnisse sind folglich nicht reproduzierbar. Neue X-codierte M12-Messadapter ermöglichen es dem Installateur, Abnahmemessungen von Übertragungsstrukturen (Channel) im Feld mit definierten Messaufbauten und reproduzierbaren Ergebnissen durchzuführen. Außerdem ist die normkonforme Bewertung der X-codierten M12-Verbindungstechnik in ihren Übertragungseigenschaften bislang nur in gestecktem Zustand möglich, also mit dem Stecker in der Buchse. Diese Methode zur Bewertung der Verbindungstechnik ist aufwändig, da zunächst ein Stecker oder eine Buchse eindeutig zu bewerten ist. Erst dann sind die übertragungstechnischen Eigenschaften der gesamten Verbindungstechnik mit Buchse und Stecker beim "De-Embedded"-Verfahren bewertbar. Die zeitaufwändige Messung und Bewertung von Steckern und Buchsen ist somit stark vereinfacht. Ein Blick auf die Normung, die Beschreibung der neuen X-codierten Messadapter zur Abnahmemessung von Verkabelungsstrukturen im Feld sowie die neue Messmethode mit dem direkten Messaufbau gemäß der IEC 60512-29-100 machen deutlich, wie sich sichere übertragungstechnische Messergebnisse normkonform, schnell und definiert erzielen lassen - bei den Übertragungsstrecken sowie für die Bewertung von Steckern oder Buchsen.   Stand der Normung Die ergänzende Ausgabe der Norm ISO IEC 11801:2002 AM 2 mit dem Titel "Information Technology - Generic Cabling for Customer Premises/Amendment 2" ist seit September 2010 ratifiziert. Sie beschreibt übertragungstechnische Anforderungen der Hochfrequenztechnik an die Verbindungstechnik der Kategorie 6A sowie Übertragungsstrecken der Klasse EA bis 500 MHz. In der strukturierten Verkabelung sind Verbindungstechniken sowie die dazugehörigen Messtechniken und -methoden standardisiert. Die Verbindungstechnik eines Rundsteckers mit der Bezeichnung "M12 X-codiert" ist in der DIN EN 61076-2-109 beschrieben unter dem Titel "Steckverbinder für elektronische Einrichtungen - Produktanforderungen - Teil 2-109: Rundsteckverbinder - Bauartspezifikation für Steckverbinder M12×1 mit Schraubverriegelung für Datenübertragungen bis 500 MHz". Die Labormesstechnik zur Bewertung der Verbindungstechnik M12 mit X-Codierung ist in der Norm IEC 60512-29-100 dargestellt. Sie trägt den Titel "Connectors for Electronic Equipment - Tests and Measurements - Part 29-100: Signal Integrity Tests up to 500 MHz on M12 Style Connectors - Tests 29a to 29g". Mit diesen drei Standards lassen sich Verbindungstechniken im Labor und Übertragungsstrecken (Channel) im Feld normkonform bewerten.   Labormesstechnik Die Norm IEC 60512-29-100 beschreibt die verschiedenen übertragungstechnischen Parameter und die dazugehörigen Prüfverfahren für das übertragungstechnische Verhalten von X-codierter M12-Verbindungstechnik bis 500 MHz. Dabei sind folgende Parameter und deren Prüfverfahren einbezogen: Einfügedämpfung, Rückflussdämpfung, Nahnebensprechdämpfung, Fernnebensprechdämpfung, Unsymmetriedämpfung am nahen Ende und Unsymmetriedämpfung am fernen Ende. Zur Überprüfung der Parameter Rückflussdämpfung, Nahnebensprechdämpfung, Fernnebensprechdämpfung und Unsymmetriedämpfung ist ein Messadapter mit der Bezeichnung "Direkt Fixture M12 x-codiert" nötig. An die übertragungstechnischen Eigenschaften dieses Messadapters gelten hohe Anforderungen. Der M12-Messadapter mit X-Codierung für den direkten Messaufbau besteht aus zwei Buchsenhälften und einem Schirmkreuz aus Metall sowie acht Kontaktnadeln. Bei Transmissionsmessungen (Nahnebensprechdämpfung, Fernnebensprechdämpfung, Einfügedämpfung) ist die Referenzebene durch eine Durchgangskalibrierung zwischen den einzelnen Toren definiert. Bei Reflektionsmessungen (Rückflussdämpfung) durch eine Leerlauf-, Kurzschluss- und Abschlusskalibrierung ist die Referenzebene festgelegt. Diese Messstrategie sieht vor, dass nach einer Kalibrierung eine definierte Referenzebene entsteht und dass sich anschließend durch einen direkten Messaufbau Stecker oder Buchse auf ihre übertragungstechnischen Eigenschaften überprüfen lassen.   Feldmesstechnik Fachleute diskutieren häufig darüber, inwieweit eine Feldabnahmemessung mit marktüblichen Feldmessgeräten für die strukturierte Verkabelung sinnvoll ist, und wie das Ziel einer Messung im Feld aussieht. Durch die Abnahme einer verkabelten Struktur gemäß dem definierten Stand für Verkabelungsstrukturen wird das Netwerk transparent. Im Detail bedeutet eine Abnahmemessung mithilfe der Feldmesstechnik, dass die Interoperabilität einer Verkabelungsstruktur gewährleistet ist. Gerade in Verkabelungsstrukturen in der Industrieumgebung, wo überwiegend Rundstecker zum Einsatz kommen, war es auf Grund fehlender Messadapter bisher schwierig, Verkabelungsstrukturen gemäß definierter Modelle zu überprüfen. In der Praxis entstehen durch nicht definierte Adaptoren auf gängige RJ45-Adapter Messaufbauten, die oft zu fehlerhaften Ergebnissen führen. Häufig unterziehen die Techniker die Verkabelungsstruktur auch einer Applikationsprüfung. Der Nachteil einer Applikationsprüfung liegt darin, dass man damit die tatsächlichen Reserven einer Verkabelungsstruktur nicht erfassen kann. Gerade bei zukunftsorientierten Verkabelungsstrukturen sollten die Reserven jedoch bekannt sein, um Potenziale für den Ausbau des Netzes nutzen zu können. Gilt es, reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen, müssen die Techniker passende Messkabel verwenden. Dabei sollten nur definierte Messkabel zum Einsatz kommen. Bei Verkabelungsstrukturen der Klasse EA gemäß der ISO/IEC 11801 sind Messkabel der Kategorie 6A gemäß der IEC 61935-2 Ed.3.0 erforderlich.   Fazit Mit den neuen direkten Messaufbauten sowie mit dem Messadapter für Feldmessgeräte lassen sich Verkabelungsstrukturen im Feld sowie Verbindungstechniken im Labor prüfen. Auf Grund der hohen Qualität des direkten Messaufbaus prüfen die Techniker die Verbindung nur an einem Stecker oder an einer Buchse. Eine Überprüfung der Verbindungstechnik in gestecktem Zustand ist auf Grund strengerer Grenzwerte bei den Übertragungseigenschaften von Steckern und Buchsen nicht mehr notwendig.

Der Messkabelsatz der Kategorie 6A gemäß IEC 61935-2 eignet sich für Feldabnahmemessungen von Übertragungsstrecken (Channel) und End-to-End-Links bis zur Klasse EA bis 500 MHz.
Abnahmemessungen von Verkabelungsstrukturen im Feld erfolgen gemäß der ISO/IEC 11801 und ISO/IEC 24702 mit X-codierter M12-Verbindungstechnik.
LANline.

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