EMV – Parameter von einpaarigen Ethernet-Kabeln

Abstract:
Einpaarige symmetrische Kabel werden bereits in industriellen Anwendungen sowie im Automotive Bereich eingesetzt. Für die für Gebäudeverkabelung nach ISO/IEC 11801 und EN 50173 eingesetzten Kabel existieren bereits Normen respektive Normentwürfe, IEC 61156-11, IEC 61156-12 und IEC 61156-13. Die Schirmwirkung solcher symmetrischer Kabel ergibt sich als Kopplungsdämpfung aus der Interaktion der Unsymmetriedämpfung des Paares und der Schirmwirkung des Schirmes. Genormte Messverfahren für die Kopplungsdämpfung ab 30 MHz sind IEC 62153-4-5, Verfahren mit Absorberzangen, sowie IEC 62153-4-9, Triaxialverfahren. Da wesentliche Anwendungen der einpaarigen Kabel bei Frequenzen unterhalb 30 MHz arbeiten, wird ein vergleichbares Messverfahren für die Schirmwirkung symmetrischer Kabel nach IEC 61156-11 bis 61156-13 unterhalb von 30 MHz benötigt. Der Kopplungswiderstand nach IEC 62153-4-3 für Frequenzen bis zu 30 MHz erfasst nur den Einfluss des Schirmes, nicht die Symmetrie-Eigenschaften des Paares. Deshalb erfolgte die Erweiterung der IEC 62153-4-9 in einem Amendment zur Messung der “Low Frequency Coupling Attenuation, LFCA“. Diese “Kopplungsdämpfung bei tiefen Frequenzen“ erfasst sowohl den Einfluss des Schirmes (falls vorhanden) als auch die Unsymmetriedämpfung einpaariger symmetrischer Kabel unterhalb von 30 MHz. In diesem Beitrag wird die LFCA in den Rahmen der üblichen Verfahren zur Bewertung der Schirmeigenschaften gestellt und mit Simulationsrechnungen verglichen. Es werden die Ergebnisse eines “Round Robin Tests“ symmetrischer einpaariger Kabel zusammengestellt. Weiterhin wird die Eignung des LFCA Messverfahrens zur Beurteilung der Schirmwirkung ungeschirmter symmetrischer Kabel diskutiert, da die genannten Normen für einpaarige Verkabelung und Kabel auch ungeschirmte Konstruktionen umfassen. LFCA und CA nach der Triaxialmethode sind gut vergleichbar zwischen verschiedenen Laboren, was gute Reproduzierbarkeit impliziert. Für die untersuchten hochgeschirmten Muster erscheint die in den Normentwürfen vorgeschlagene Grenze Type I angemessen. Dass mit weniger Materialeinsatz geringere Schirmeigenschaften erreicht werden können, ist naheliegend. Die gemessenen LFCA/CA Kurven sind gut vergleichbar mit den Simulationen. Der an einem dieser Muster gemessene Alien-Crosstalk erfüllt die Anforderungen nach der derzeit veröffentlichen Norm. Daher kann davon ausgegangen werden, dass Kabel, die die Schirmeigenschaften nach Type I haben, aufgrund der Bauart die Anforderungen an den Alien-Crosstalk erfüllen. Ob dies allerdings auch für den Type Ib gilt, müssen weitere Untersuchungen zeigen.