Einfügedämpfung

Die Einfügedämpfung ist der Signalverlust, der dadurch entsteht, dass etwas zwischen Sender und Empfänger eingefügt wird — ein Kabel, eine Steckverbindung, eine ganze Strecke. Die Verkabelungsnorm formuliert es genau so und setzt hinzu, dass der Wert häufig schlicht Dämpfung genannt wird.

Angegeben wird sie in Dezibel, und hier ist kleiner besser. Ein Kanal mit 20 dB Einfügedämpfung liefert weniger Signal ab als einer mit 15 dB.

Warum sie mit der Frequenz wächst

Bei Kupfer ist die Einfügedämpfung keine feste Zahl, sondern eine Kurve über der Frequenz — und die steigt.

Die Norm bildet das in einer Formel mit drei Anteilen ab, und die drei stehen für drei verschiedene physikalische Ursachen. Der größte Anteil wächst mit der Wurzel der Frequenz und stammt aus dem Skin-Effekt: Je höher die Frequenz, desto stärker drängt der Strom an die Oberfläche des Leiters, desto kleiner ist der wirksame Querschnitt, desto höher der Widerstand. Ein zweiter Anteil wächst linear mit der Frequenz und geht auf Verluste im Isolierstoff zurück. Der dritte fällt mit steigender Frequenz und spielt nur unten eine Rolle.

Für die Praxis genügt die Folgerung, und sie ist die eigentliche Botschaft dieses Abschnitts: Eine Strecke, die für ein langsames Verfahren reicht, muss für ein schnelles nicht reichen. Der Klasse-D-Kanal darf bei 16 MHz höchstens 9,1 dB dämpfen und bei 100 MHz schon 24,0 dB — dieselbe Leitung, dieselbe Länge, dreimal so viel Verlust. Wer eine Bestandsstrecke mit Gigabit-Ethernet erfolgreich getestet hat, hat sie nur bis zu deren Frequenzbereich getestet.

Wärme, Litze, Länge: die drei Zuschläge

Drei Umstände verschlechtern die Einfügedämpfung, ohne dass am Kabel etwas anders wäre.

Temperatur. Der Widerstand von Kupfer wächst mit der Wärme. Die Norm misst deshalb bei 20 °C und rechnet Abweichungen mit 0,4 Prozent je Grad für Kabel der Kategorie 5e heraus. Zwanzig Grad über der Prüftemperatur bedeuten damit rund 8 Prozent mehr Dämpfung — genug, um eine Strecke, die knapp bestanden hat, im Sommer durchfallen zu lassen. Steigschächte, Dachräume und geschlossene Technikschränke sind die Orte, an denen das zählt, und in Schränken kommt die Eigenerwärmung durch Power over Ethernet dazu.

Bauform des Leiters. Litzenleiter dämpfen stärker als Massivleiter. Die Norm erlaubt Schnüren mit Litze deshalb ausdrücklich einen Aufschlag von 50 Prozent auf den Rechenwert. Das ist der Grund, warum lange Patchkabel eine schlechte Idee sind und warum Verlegekabel und Patchkabel zwei Bauformen derselben Kategorie sind — ausgeführt bei Massivleiter und Litze.

Länge. Sie wirkt linear und ist die einzige der drei Größen, über die in der Planung tatsächlich entschieden wird. Deshalb ist die Einfügedämpfung die Kenngröße, aus der die bekannten Längengrenzen überhaupt entstehen.

Dieselbe Größe bei Glas und bei Steckverbindern

Der Begriff ist nicht auf Kupfer beschränkt, und das ist der Grund für seine Allgemeinheit.

Bei Glasfaser ist die Einfügedämpfung die Grundgröße jeder Streckenrechnung: Faserdämpfung je Kilometer plus Dämpfung je Spleiß plus Dämpfung je Steckverbindung ergibt das Streckenbudget, das der Sendepegel abdecken muss. Die Zahlen liegen dabei in einer ganz anderen Größenordnung — für eine Steckverbindung nennt die Norm Anforderungswerte unter einem Dezibel, wo bei Kupfer ein ganzer Kanal zwanzig erreicht. Frequenzabhängig im Sinne des Skin-Effekts ist dort nichts; entscheidend sind Wellenlänge, Sauberkeit und Stirnflächenform, siehe UPC und APC sowie Glasfaser-Steckverbinder.

Bei einer einzelnen Steckverbindung ist die Einfügedämpfung eine Bauteileigenschaft aus dem Datenblatt. Sie summiert sich: Vier Verbindungen in einem Kanal sind viermal ein kleiner Betrag, und genau deshalb hat die Norm für den Kanal andere Grenzwerte als für die feste Gebäudestrecke — mehr dazu bei Permanent Link und Channel.

Häufiges Missverständnis

„Wenig Dämpfung heißt gute Strecke." Die Einfügedämpfung ist eine notwendige, keine hinreichende Bedingung. Sie sagt, wie viel ankommt — nicht, wie sauber. Eine Strecke kann im Durchgang unauffällig sein und in der Rückflussdämpfung oder im Nebensprechen durchfallen, und das ist der typische Befund bei sauber verlegten, aber falsch kombinierten Bauteilen. Umgekehrt ist eine hohe Dämpfung fast immer eine Frage der Länge oder des Querschnitts, also des Offensichtlichen.

„Der Wert ist bei niedrigen Frequenzen sehr gut." Auch hier zieht die Norm selbst eine Grenze: Ergibt die Rechnung weniger als 4,0 dB, gilt trotzdem 4,0 dB als Anforderung. Unterhalb dieser Schwelle ist die Messung schlicht nicht mehr aussagekräftig — und aus demselben Grund sind auch die Nebensprech- und Reflexionswerte dort nur informativ. Ein glänzendes Ergebnis auf einer Zwei-Meter-Strecke sagt daher wenig.

„Dämpfung ist Dämpfung." Im selben Prüfbericht stehen mehrere Größen mit „Dämpfung" im Namen, die Verschiedenes messen: die Einfügedämpfung den Verlust im Durchgang, die Rückflussdämpfung den Anteil, der zurückkommt, die Schirmdämpfung die Wirkung des Schirms nach außen. Sie haben dieselbe Einheit und nichts weiter gemeinsam. Bei zweien davon ist außerdem groß gut und bei dieser hier klein.

Nicht zu verwechseln mit

• Rückflussdämpfung: was von einer Stoßstelle zurückkommt. Andere Messrichtung, andere Ursachen, und dort ist ein großer Wert gut, siehe Rückflussdämpfung.
• Nebensprechen: Einkopplung in ein anderes Paar. Geht als Bezugsgröße in ACR und ACR-F ein, siehe Nebensprechen.
• Schirmdämpfung und Kopplungswiderstand: Kenngrößen der Schirmwirkung gegen die Außenwelt, siehe Kopplungswiderstand und Schirmdämpfung.
• Dämpfung in der Raumakustik: dort der Energieentzug aus einem Schallfeld. Gleiches Wort, anderer Gegenstand.

In der Planung

Ein Bestandsgebäude soll Deckenlautsprecher mit Netzwerkanbindung und zwei Kameras bekommen. Die vorhandenen Leitungen sind gut zwölf Jahre alt, laufen im Steigschacht neben der Heizungsverteilung und führen seit Jahren unauffällig Gigabit-Ethernet.

Die Frage vor der Messung ist nicht „reicht die Leitung", sondern: Wofür soll sie reichen — und unter welchen Bedingungen? Beide Teile zählen. Ein Verfahren mit höherer Bandbreite verschiebt den Prüfpunkt in einen Frequenzbereich, in dem die Dämpfung deutlich höher liegt. Und Strom über dieselbe Leitung erwärmt das Bündel, was den Wert zusätzlich verschlechtert — bei ohnehin warmem Verlegeort doppelt.

Was daraus folgt, ist eine Messung unter realistischen Bedingungen und nicht am kalten Wintermorgen im leeren Schacht. Wo sich das nicht einrichten lässt, gehört die Temperaturkorrektur ins Protokoll: Die Norm gibt den Faktor vor, das Messgerät rechnet ihn, aber nur, wenn die Temperatur eingetragen ist.

Für den Neubau daneben zieht die Gegenrichtung: Wärme ist die einzige der drei Einflussgrößen, die sich planerisch vermeiden lässt. Datenleitungen nicht neben Heizungsleitungen, Technikschränke belüftet, und wo Strom über die Datenleitung geht, die Bündelgröße begrenzen.

Verknüpfte Inhalte

Die beiden anderen Kenngrößen desselben Prüfberichts sind Nebensprechen und Rückflussdämpfung; wogegen gemessen wird und warum die Grenzwerte für die feste Gebäudestrecke enger sind als für die Gesamtstrecke, klärt Permanent Link und Channel. Warum Patchkabel stärker dämpfen, steht bei Massivleiter und Litze, was die AWG-Angabe damit zu tun hat, bei Leiterquerschnitt und AWG. Für die optische Strecke sind Glasfaser-Steckverbinder und UPC und APC die Anschlusspunkte; was das Dezibel selbst ist, erklärt Dezibel.

Quellen

Die Definition der Einfügedämpfung, die Temperaturkorrektur mit 0,4 Prozent je Grad Celsius für Kategorie 5e, der Aufbau der Dämpfungsformel aus drei frequenzabhängigen Anteilen und der Aufschlag von 50 Prozent für Litzenleiter stammen aus ANSI/TIA/EIA-568-B.2-2001, das für diese Seite im Volltext eingesehen wurde. Die 4,0-dB-Untergrenze, die Kanal- und Permanent-Link-Werte der Klasse D bei 16 und 100 MHz sowie die Definition des ACR als Differenz aus NEXT und Einfügedämpfung stammen aus ISO/IEC 11801 in der Ausgabe von 2002, ebenfalls am Objekt gelesen.