Digitale vernetzte Technologien bestimmen heute und in Zukunft zunehmend die Lebensqualität und gesellschaftliche Teilhabe aller Bevölkerungsgruppen – sowohl im Bereich des eigenen Smart Home als auch im Bereich des intelligenten Zweckbaus. Dabei sind die Anwendungsbereiche sehr vielfältig und individuell gestaltbar, sei es im Bereich Entertainment, Energiemanagement, Gebäude- und Wohnungssicherheit oder auch im altersbedingten/gesundheitlichen Bereich (AAL = Ambient Assist Living).

Dabei ist eine bedarfsgerechte Breitband-Infrastruktur mittels ITK (Informations- und Telekommunikationskabel) die Grundvoraussetzung für das moderne Gebäude. Vernetzung bedeutet aber zugleich auch, dass der Ausfall einzelner, zentraler Komponenten zum Stillstand des gesamten Systems führen kann. Fehlende Verfügbarkeit, verursacht durch Störungen infolge von Überspannungen, stellt die Nutzer der Telekommunikationssysteme vor enorme Probleme. Der Imageverlust durch überspannungsbedingte Störungen der TK-Anlage, z.B. Router, ist nur ein Aspekt. Neben kurzfristig hohen Ausfallkosten (z. B. Neuanschaffung, Datenverlust) entstehen zusätzlich für den Anwender Probleme aufgrund fehlender Erreichbarkeit. Die permanente Bereitstellung wichtiger Dienstleistungen, die Kommunikation für das Home Office oder noch schwerwiegender, die Kommunikation zu hilfeleistenden Stellen, kann nicht sicher gestellt werden. Bei der Frage der Schutzwürdigkeit geht es also nicht nur um den Schutz der Hardware, sondern vielmehr um die permanente Bereitstellung einer wichtigen Daten-Dienstleistung.

Gefährdung durch Blitz- und Überspannung

Nach den Statistiken der Schadensversicherer von Elektronikgeräten ist die häufigste Schadensursache das Auftreten von Überspannung. Laut dem Gesamtverband der deutschen Versicherungswirtschaft (GDV) lag die Schadenssumme im Jahr 2018 bei über 280 Mio. Euro. Eine wesentliche Ursache ihrer Entstehung sind direkte oder ferne Blitzeinwirkungen, bei welchen mit jährlich über 4 Millionen registrierten Blitzeinschlägen (Stand 2017; BLIDS) in großflächigen Netzwerken wie der Telekommunikationsinfrastruktur häufig mit Überspannungseinkopplungen zu rechnen ist.

Die deutsche Bundesregierung hat es sich zum Ziel gemacht, den Breitbandausbau und die Digitalisierung Deutschlands weiter voranzutreiben. Um die von der Bundesregierung gesteckten Breitbandziele von mindestens 50 MBit/s pro Haushalt erreichen zu können, wird hierzulande der Ausbau von Glasfasernetzen vorangetrieben. Die hierfür eingesetzten LWL-Außenkabel, mit oder auch ohne metallene Bewehrung für Schirmungs- oder Nagetierschutzmaßnahmen, werden jedoch momentan vorrangig in Gebieten verlegt, in denen bereits andere Bautätigkeiten betrieben werden (z. B. in Neubaugebieten, Straßenbau). Bei bestehenden Wohngebieten wird aufgrund des hohen Aufwands und der Wirtschaftlichkeit versucht, die bereits bestehende Kupferinfrastruktur soweit wie möglich zu nutzen. Dies bedeutet, dass der Netzbetreiber die Glasfasernetzarchitektur größtenteils nur bis zum DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer, engl. für „DSL-Zugangsmultiplexer“) am Straßenrand verlegt und die letzten Meter zum Endkunden auf die bestehenden Kupferleitungen zurückgreift (entspricht dem FTTB-Standard (Fibre-to-the-Board)) (Bild 9.17.1).

Neben der neuen Technik mit Glasfaserleitungen werden aber auch noch vielfach die Leitungen vom Netzbetreiber zum DSLAM als Kupferkabel mit geringer Schirmung ausgeführt. Auf beiden Wegstrecken (FTTB oder rein Kupferkabel) muss daher mit einer Potentialanhebung der Kupferadern durch galvanische oder induktive Kopplung gerechnet werden. Selbst bei einer Parallelverlegung von Stark- und Schwachstromleitungen können Schaltüberspannungen aus dem Niederspannungsnetz Störungen in der Kundenanlage verursachen.

Normative Aspekte

Mindestmaßnahmen für die eingeführten Stromversorgungsleitungen zum Schutz gegen Überspannungen für Gebäude ohne äußere Blitzschutzsysteme definiert die Norm DIN VDE 0100-443. Für die eingeführten metallenen Internet-, Telefon- und Breitbandkabel-Leitungen werden in dieser Norm Überspannungsschutzmaßnahmen empfohlen. In Gebäuden mit einem äußeren Blitzschutzsystem müssen alle eingeführten Leitungen, sowohl die energie- als auch die informationstechnischen Leitungen, in den Blitzschutzpotentialausgleich gemäß DIN EN 62305 (DIN VDE 0185-305) einbezogen werden (Tabelle 9.17.1).

	Typ	Info	Art.-Nr.
	DEHNshield ZP B2 SG TT 255	Kombi-Ableiter für das TT / TNS Netzsystem, zur werkzeuglosen Montage auf dem 40 mm Sammelschienensystem mit Spannungsversorgung für das intelligente Messystem nach VDE-AR N 4100; Ausführung für Wohngebäude ohne äußeres Blitzschutzsystem	909 396
	DEHNbox TC B 180	Kombi-Ableiter für Telekommunikationsanschlüsse zur Montage direkt nach APL oder im Multimediafeld	922 220
	DEHNprotector 230 LAN 100	Endgeräteschutz als Steckdosenadapter für die Energie- und Datenseite	909 321
	DEHNpatch DPA CL8 EA 4PPOE	Überspannungableiter für Ethernet- Anwendungen mit RJ45-Anschlusstechnik bis 10 GBit/s und 4PPoE	929 161

Übertragungstechniken

Um auf der sogenannten „letzten Meile“ von DSLAM zum Endkunden auf einen Austausch der Kabel verzichten zu können, wurden verschiedene DSL-Erweiterungen entwickelt.

VDSL2 Vectoring / Super Vectoring

Durch VDSL 17a Vectoring (VVDSL) kann eine Datenrate von bis zu 100 MBit/s übertragen werden. Mit zunehmender Leitungslänge und ungünstiger Infrastruktur verringert sich die beim Endkunden ankommende Datenrate deutlich. VDSL 35b Super Vectoring (SVVDSL) ist eine Erweiterung der etwas älteren Vectoring-Technik, die Störungen in den Leitungen minimiert und damit die Datenübertragungsrate erhöht. SVVDSL wurde entwickelt, um Störungen durch das sogenannte Übersprechen zu vermindern. Übersprechen tritt in Telefon-Hauptkabeln auf, wenn die Drähte der verschiedenen Anschlüsse räumlich eng beieinander liegen.
Bei jedem Anschluss wird gemessen, welche anderen Verbindungen er beeinflussen könnte. Das Signal wird dann aus dem Signal der anderen Anschlüsse herausgerechnet und die Übertragung einer höheren Datenrate wird so ermöglicht. Die maximale Datenrate wird durch diese Technologie auf bis zu 300 MBit/s gesteigert. Jedoch verringert sich auch hier für den vollen Erhalt der 300 MBit/s die maximale Leitungslänge vom DSLAM bis zum Endkunden auf 300 m. Diese kann sogar noch niedriger sein, sollte eine ungünstige Infrastruktur vorliegen.

G.fast

Nachfolger der VDSL2 Standards ist G.fast. Mit G.fast lässt sich die maximale Datenrate noch einmal stark steigern. Dem Vorteil einer hohen Übertragungsrate steht auch bei dieser Technologie die maximale Leitungslänge entgegen. G.fast eignet sich im Prinzip nur auf kurzen Strecken. Bild 9.17.2 zeigt auf, wie sich die Übertragungsstandards mit zunehmender Leitungslänge verhalten.

Schutzkonzepte Überspannungsschutz

Aufgrund dieser sensiblen Technologie sollte bei der Auswahl von Schutzgeräten gegen Blitz- und Überspannungsbeeinflussungen darauf geachtet werden, dass diese die Bandbreite beim Kunden nicht oder nur geringfügig reduzieren. Um sogenannte Intermodulationsverzerrungen auf der Leitung zu vermeiden, muss das verwendete Schutzgerät aus linearen Bauelementen bestehen. Ableiter, welche mit nichtlinearen Komponenten wie z.B. Halbleitern bestückt sind, können die Datenrate beim Endkunden teilweise deutlich absenken.
Um zukünftige Übertragungstechnologien (VDSL2 Vectoring, VDSL Super Vectoring oder G.fast) auch verlustfrei nutzen zu können, wurde die neue DEHNbox TC B 180 entwickelt. Gerade die heute üblicherweise eingesetzten Ableitertechnologien sorgen häufig für hohe Geschwindigkeitsverluste, da diese noch auf Übertragungstechnologien wie den veralteten ADSL-Standard ausgelegt sind. Die DBX TC B 180 bietet neben dem optimalen Schutz der Endgeräte vor Überspannungen noch viele weitere Vorteile:

• Verlustfreie Schutzbeschaltung für höchste Übertragungsperformance (geeignet für den Einsatz bei VVDSL, SVVDSL und G.fast; geprüft durch Deutsche Telekom)
• Optische Funktionsanzeige am Gerät
• Duale werkzeuglose Anschlusstechnik (RJ45 und Push-in-Technik)
• Montage/Anreihbarkeit mehrerer Geräte mittels Stecktechnik der Gehäuse
• PE-Anschluss bis 4 mm²
• Signalverfügbarkeit auch nach Überlast des Ableiters (Fail-Open-Technologie)

Fazit

Durch die fortschreitende Digitalisierung im Wohn- und Zweckbau ist eine optimale Anbindung an das Telekommunikationsnetz und die Verfügbarkeit der daran angeschlossenen Endgeräte notwendig. Die DEHNbox TC B 180 sorgt nicht nur für den Schutz der Endgeräte bei Blitz- und Überspannungsbeeinflussungen, sondern stellt auch durch ihren Aufbau eine dämpfungsfreie Datenübertragung sicher. Geräte und Systeme im Smarthome und Smartbuilding stehen so auch beim Auftreten von Blitzströmen und Überspannungen sicher zur Verfügung.