Signalbasierte Untersuchungen
KNX-Busleitungen erreichen bis zu 420 m, Schaltdraht sogar bis zu 910 m – jeweils mit stabiler Signalintegrität. (Quelle: Phoenix Contact)
Der Return Loss bleibt über weite Frequenzbereiche oberhalb der Grenzwerte – ein klarer Hinweis auf die Tauglichkeit für SPE. (Quelle: Phoenix Contact)
Die Insertion-Loss-Messungen liegen vollständig oberhalb des Grenzwertverlaufs und bestätigen die Eignung der Leitungen für SPE. (Quelle: Phoenix Contact)
Die Messungen zeigten, dass ein Überschreiten der normativen Grenzwerte für SPE die Datenübertragung nicht zwingend verhindert. Hochwertige Komponenten ermöglichen längere Reichweiten und höhere Übertragungsraten, während minderwertige Komponenten kürzere Reichweiten und niedrigere Übertragungsraten erlauben.
Zur Ermittlung der maximalen Reichweiten für SPE mit KNX-Busleitung und Schaltdraht wurden zwei Evaluation-Boards mit PHY vom Typ ADIN1100 verbunden. Diese messen das Signal-to-Noise Ratio (SNR) und den Slicer Maximum Absolute Error. Mit der KNX-Busleitung wurde eine Reichweite von 420 m erreicht (SNR: 30,1 dB, Slicer Error: 0,15). Der Schaltdraht erreichte 910 m (SNR: 27,6 dB, Slicer Error: 0,19). Laut Hersteller liegt der SNR-Grenzwert für den ADIN1100 bei 20,5 dB, ab dem die Signalintegrität so schlecht wird, dass keine Kommunikation mehr möglich ist. Die Autonegotiation-Einstellung beeinflusste ebenfalls die Reichweite.
Zusätzlich wurden RL-, IL- und TCL-Werte für die maximale Reichweite der beiden Leitungstypen gemessen. Bei der KNX-Busleitung lagen die RL-Werte weitgehend oberhalb der geforderten Grenzwerte und beim Schaltdraht im gesamten Frequenzbereich bis 20 MHz. Die IL-Werte lagen für beide Leitungen oberhalb der Grenzwerte, während der TCL beim Schaltdraht weitgehend die Grenzwerte erfüllte, die KNX-Busleitung jedoch nicht.
Fazit
Die Untersuchung zeigt, dass bestehende Leitungen in der Gebäudeautomation, wie KNX-Busleitungen und Schaltdraht, unter bestimmten Bedingungen für Single Pair Ethernet (SPE) wiederverwendet werden können. Beide Leitungstypen wurden erfolgreich auf ihre Eignung für SPE-Verbindungen getestet, wobei Messungen mit Feldmessgeräten und vektoriellen Netzwerkanalysatoren die Ergebnisse bestätigten. Die entscheidenden Messgrößen waren Return Loss (RL), Insertion Loss (IL) und Transverse Conversion Loss (TCL).
Die maximale Reichweite betrug 420 m für die KNX-Busleitung und 910 m für den Schaltdraht. Zudem wurde festgestellt, dass die Autonegotiation-Einstellung die Reichweite beeinflusst. Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass bestehende Leitungen unter Berücksichtigung der spezifischen Messgrößen und Bedingungen effektiv für SPE genutzt werden können, was zur Schonung von Ressourcen und Reduzierung des ökologischen Fußabdrucks beiträgt.
Warum SPE die Gebäudetechnik voranbringt
Nahtlose Vernetzung – effizient und durchdacht:
- Feldgeräte lassen sich ohne Medienbrüche direkt in das Gebäude-IoT integrieren.
- Reichweiten bis zu 1000 m reduzieren Installationsaufwand und Platzbedarf.
- Daten und Energie laufen über ein einziges Adernpaar – schlank, effizient und kostensparend.
Modernisieren ohne Abriss – nachhaltig und wirtschaftlich:
- Viele vorhandene Leitungsstrukturen eignen sich für SPE und können weitergenutzt werden.
- Das spart Material, senkt Modernisierungskosten und reduziert den ökologischen Fußabdruck.
Einheitliches Steckgesicht – der Schlüssel zur Interoperabilität:
- Die Standardisierung sorgt für kompatible Geräte und steigert die Marktakzeptanz.
- Installations- und Wartungskosten sinken langfristig, weil Systeme reibungslos zusammenspielen.
Literatur
- Whitepaper „Single Pair Ethernet in der Gebäudeautomation“: https://www.phoenixcontact.com/de-de/single-pair-ethernetsteckverbinder/whitepaper-spe-in-der-gebaeudeautomation