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Überspannungsschutz für IP-Geräte

Kontaktberührungspunkte einer Telegärtner-RJ45-Steckverbindung für die Datenübertragung (blau) und beim Abziehen (rot). Wird der Stecker bei PoE+ unter Last gezogen, entsteht ein Abreißfunken im roten Bereich; der für die Datenübertragung wichtige Bereich der Kontaktzunge liegt weiter hinten (blau) und wird nicht beschädigt

Kontaktberührungspunkte einer Telegärtner-RJ45-Steckverbindung für die Datenübertragung (blau) und beim Abziehen (rot). Wird der Stecker bei PoE+ unter Last gezogen, entsteht ein Abreißfunken im roten Bereich; der für die Datenübertragung wichtige Bereich der Kontaktzunge liegt weiter hinten (blau) und wird nicht beschädigt

HF-Überspannungsableiter für Koaxialleitungen mit beidseitigem N-Anschluss, wie er in Funkanlagen in der Verbindung zwischen Elektronik und abgesetzter Antenne eingesetzt wird

HF-Überspannungsableiter für Koaxialleitungen mit beidseitigem N-Anschluss, wie er in Funkanlagen in der Verbindung zwischen Elektronik und abgesetzter Antenne eingesetzt wird

Das Überspannungsschutzmodul RJ45-SPD Class EA bietet 10-Gbit-Ethernet-Performance, einen patentierten, integrierten Kontaktüberbiegeschutz und einen wirksamen Schutz der Kontakte bei Ausstecken unter Last auch bei Power over Ethernet Plus. Für eine einfache Montage kann es direkt auf eine Hutschiene aufgerastet werden

Das Überspannungsschutzmodul RJ45-SPD Class EA bietet 10-Gbit-Ethernet-Performance, einen patentierten, integrierten Kontaktüberbiegeschutz und einen wirksamen Schutz der Kontakte bei Ausstecken unter Last auch bei Power over Ethernet Plus. Für eine einfache Montage kann es direkt auf eine Hutschiene aufgerastet werden

Mehr und mehr IP-fähige Geräte arbeiten im Außenbereich und sorgen für größeren Komfort und höhere Sicherheit. Bequem über die Datenleitung mit Spannung versorgt, sind sie selbstverständliche Teile des Datennetzwerks geworden. Dabei wird oft übersehen, dass das Netz durch die Kupferdatenleitungen, die von draußen ins Gebäude führen, einem erhöhten Überspannungsriskio ausgesetzt ist, dem durch geeignete Schutzmaßnahmen begegnet werden muss.
Die steigende Zahl von IP-Geräten im Außenbereich entspricht dem gestiegenen Bedürfnis unserer Gesellschaft an Sicherheit, Verfügbarkeit und Mobilität. IP-Videokameras überwachen kritische Bereiche mit hoher Bildauflösung und erkennen mit der passenden Software Gesichter und Nummernschilder. Funkstrecken wie Outdoor Router, die im lizenzfreien Frequenzbereich arbeiten, verbinden Standorte kostengünstig miteinander und WLAN Outdoor Access Points bieten ein nie gekanntes Maß an Mobilität und Komfort durch Datenzugriffe von unterwegs. Oft werden die Geräte mit Power over Ethernet über die Datenleitung mit Spannung versorgt, sodass der klassische Stromanschluss nicht benötigt wird.
Bei all den Vorteilen, die solche Lösungen bieten, wird nur allzu oft übersehen, dass jede metallische Leitung, die von außen in ein Gebäude führt, ein nicht zu unterschätzendes Überspannungsriskio darstellt.
Hohe Schäden durch Überspannung
Jahr für Jahr verursachen allein in Deutschland mehr als 400 000 Überspannungsschäden Kosten von über 300 Mio. €. In vielen Fällen kommt die Versicherung für die beschädigte Hardware auf. Der Zeitaufwand, um ­Geräte und Netzwerk neu aufzusetzen und um hoffentlich ­vorhandene Back-ups einzuspielen, der Produktionsausfall und die ­Kosten, die durch verlorene Daten entstehen, sind jedoch meist nicht abgedeckt.
Viele Unternehmen sind sich der Gefahren durch Blitzschlag und Überspannung bewusst und ergreifen entsprechende Maßnahmen: einen äußeren Blitzschutz mit Fangeinrichtungen und einen inneren Blitzschutz mit Blitzstrom- und Überspannungsableiter sowie geeignete Erdungsmaßnahmen.
Wie sieht es aber mit den EDV-Leitungen aus, die von außen ins Gebäude führen? Oft wurden sie erst nach Errichtung und Abnahme der Blitz- und Überspannungsschutzmaßnahmen installiert und sind im Schutzkonzept nicht berücksichtigt.
Und wie sieht es mit dem Schutz des Netzwerks gegen Überspannungen, die nicht durch direkte oder indirekte Blitzeinwirkung hervorgerufen werden, aus? Mit induzierten Spannungen durch Schaltvorgänge im Elektronetz, ­etwa durch Motoren oder fluoreszierende Leuchten, mit Überspannung durch Potentialdifferenzen?
Überspannungsschutz für Datennetze
Datennetze arbeiten mit hochfrequenten aber vergleichsweise schwachen Signalen. Überspannungsschutzeinrichtungen für Datennetze müssen speziell für solche Anwendungen ausgelegt sein und dürfen die Netzwerkperformance nicht beeinträchtigen. Aus Gründen der Zukunftssicherheit sollten sich moderne Überspannungsschutzmodule in Links der Klasse EA für Datenraten bis einschließlich 10 Gbit/s störungsfrei einfügen lassen. Außerdem müssen sie die Versorgungsgleichspannung angeschlossener Endgeräte, die mit Power over Ethernet (PoE) nach IEEE 802.3af oder Power over Ethernet Plus (PoE+) nach IEEE 802.3at betrieben werden, weiterleiten.
Gleichzeitig sollte die Installation möglichst einfach sein: Kommende und gehende Leitungen sollten nicht mit Klemmen, sondern mit dem in der Datentechnik üblichen RJ45-Stecker angeschlossen werden. RJ11- und RJ12-Stecker von Telefon- und Faxgeräten sind von Nicht-Fachleuten auf den ersten Blick oft nur schwer vom RJ45-Stecker zu unterscheiden. Die RJ45-Buchses des Überspannungsschutzmoduls sollten daher mit einem integrierten Kontaktüber ­biegeschutz versehen sein, durch den Beschädigungen der feinen äußeren Buchsenkontakte durch Fehlsteckungen vermieden werden.
Die Kontakte sollten darüber hinaus für ein Abziehen des Kabels unter Last ausgelegt sein. Bei PoE+ können immerhin bis zu 600 mA über die filigranen RJ45-Kontakte fließen. Wird unter Last ausgesteckt, entsteht ein Abreißfunken, der die Kontakte beschädigen kann. Dieses Problem kann durch RJ45-Buchsen gelöst werden, bei denen die Datenübertragung an einer Stelle der Kontaktzunge stattfindet, an der kein Funke entstehen kann. Auch bei wiederholtem Ausstecken unter Last ist dadurch eine sichere Datenübertragung gewährleistet.
Überspannungsschutz bei Geräten und Anlagen mit Koaxialkabeln
Überspannungsschutzvorrichtungen gibt es nicht nur für vierpaarige Datenleitungen. Sind Komponenten und Baugruppen von Funkanlagen wie Outdoor Routern oder Wire ­less Bridges im Außenbereich mit Koaxialkabeln miteinander verbunden, so empfiehlt es sich, zusätzlich Koax-Überspannungsmodule vorzusehen, um die empfindliche Elektronik dieser Anlagen zu schützen. Die Module werden direkt in den Koax-Übertragungsweg zwischen Antenne und elektronischer Einheit eingebracht. Dabei ist darauf zu achten, dass die Überspannungsschutzmodule neben der Einhaltung der elektrischen Vorschriften auch für den Frequenzbereich der Funkanlage geeignet sind.
Fazit
Überspannungsschutzvorrichtungen sind unverzichtbare Bestandteile leistungsfähiger Datennetze. Werden IP- ­fähige Geräte wie IP-Kameras, Outdoor Router oder WLAN ­Access Points im Außenbereich eingesetzt, sollten die ins Gebäude führenden Kupferdatenleitungen mit einem ­zuverlässigen Überspannungsschutz versehen werden, um das Netzwerk vor Störungen und Schäden zu schützen. Gleiches gilt bei Funkanlagen für die Koax-Leitungen ­zwischen Elektronik und Antenne. Die Kosten für diese Maßnahmen betragen meist nur einen Bruchteil der Kosten durch Schäden, die entstehen, wenn Netz und Geräte nicht geschützt werden.
www.telegaertner.com

Autor:
Dipl.-Ing. (FH) Dirk Traeger ist Technical Solutions Manager bei Telegärtner Karl Gärtner GmbH in Steinenbronn.