TCL (Transverse Conversion Loss)

TCL beziffert die Symmetrie eines Aderpaars. Gemessen wird, indem ein symmetrisches Signal in ein Paar eingespeist und am selben Kabelende nachgesehen wird, wie viel davon als Gleichtaktsignal wieder herauskommt. Das Verhältnis der beiden Größen in Dezibel ist der TCL-Wert — je höher er ausfällt, desto weniger Umwandlung findet statt und desto symmetrischer ist das Paar.

Ausführliche Erklärung

Auf einem symmetrischen Aderpaar können zwei Signalarten gleichzeitig laufen. Der Gegentakt ist das Nutzsignal: Beide Adern führen dasselbe Signal mit umgekehrtem Vorzeichen, der Empfänger bildet die Differenz. Der Gleichtakt ist alles, was auf beiden Adern gleichsinnig liegt — er ist im Nutzsignal unsichtbar und wird vom symmetrischen Eingang verworfen.

So weit die Theorie. Sie setzt voraus, dass die beiden Adern elektrisch ununterscheidbar sind. Sind sie es nicht — weil die eine im Fertigungsprozess etwas länger geraten ist, weil die Isolation eine andere Dicke hat, weil eine Ader näher am Schirm liegt, weil bei der Terminierung unterschiedlich weit aufgedreht wurde —, dann verhält sich das Paar unterschiedlich gegenüber den beiden Adern, und ein Teil des Gegentaktsignals kippt in den Gleichtakt. Diesen Vorgang nennt man Modenwandlung, und TCL misst ihn.

Die Wandlung geht in beide Richtungen, und das ist der Grund, warum die Größe so viel Gewicht hat. Ein Paar, das Gegentakt in Gleichtakt umwandelt, wandelt genauso Gleichtakt in Gegentakt. Die erste Richtung bestimmt, wie viel ein Kabel abstrahlt und wie viel es in seine Nachbarn einkoppelt. Die zweite bestimmt, wie viel von einer äußeren Einstreuung im Nutzsignal ankommt — also genau das, was ein symmetrisches System eigentlich verhindern soll. Ein schlecht symmetrisches Paar sammelt Störungen nicht nur ein, es rechnet sie in das Nutzsignal hinein.

Drei Größen derselben Familie

Neben TCL gibt es zwei nahe Verwandte, und die Unterscheidung ist rein eine Frage des Messorts:

• TCL — eingespeist und gemessen am selben Ende.
• TCTL (transverse conversion transfer loss) — eingespeist am einen, gemessen am anderen Ende desselben Paars.
• ELTCTL (equal level TCTL) — TCTL abzüglich der Einfügedämpfung der Strecke. Der Abzug macht den Wert von der Kabellänge unabhängig und damit erst vergleichbar; ohne ihn sähe ein langes Kabel automatisch besser aus.

Geführt werden diese Größen in ANSI/TIA-568-C.2, in ANSI/TIA-1005 und in ISO/IEC 11801; Definition und Hintergrund stehen im technischen Bericht IEC TR 61156-1-2.

Warum der Wert nicht auf der Baustelle gemessen wird

TCL ist keine Feldmessgröße. Zertifizierungstester arbeiten differenziell — sie speisen symmetrisch ein und messen symmetrisch, weil alle übrigen Prüfgrößen so definiert sind. Für eine Modenwandlungsmessung braucht es einen Messaufbau, der Gleichtakt und Gegentakt getrennt erfassen kann, und der steht beim Kabelhersteller.

Praktisch heißt das: Die Symmetrie eines Kabels ist eine Beschaffungsentscheidung und keine Bauabnahme. Wer sie will, holt sie über das Datenblatt und die Norm, gegen die das Kabel geprüft ist. Auf der Baustelle lässt sich anschließend nur noch verderben, was das Kabel mitbringt — durch zu weites Aufdrehen an der Anschlussstelle, durch Quetschungen, durch enge Biegeradien. Genau deshalb ist die Aufdrehlänge der eine Handgriff, an dem die Symmetrie hängt.

Der Zusammenhang mit ungeschirmten Kabeln

Bei einem geschirmten Kabel gibt es zwei Verteidigungslinien: den Schirm gegen das Feld und die Symmetrie gegen das, was trotzdem durchkommt. Bei einem ungeschirmten Kabel entfällt die erste vollständig — die Symmetrie ist die gesamte Störfestigkeit. Deshalb ist TCL das Klassifizierungskriterium, mit dem ungeschirmte Kabel für anspruchsvolle Umgebungen überhaupt eingeordnet werden können, etwa in den Umgebungsklassen E1 bis E3 für industrielle Installationen.

Für die Gebäudetechnik hat das eine Folge, die dem Ruf ungeschirmter Kabel widerspricht: Ein ungeschirmtes Kabel mit ausgezeichneter Symmetrie kann in der Kopplungsdämpfung besser abschneiden als ein mäßig ausgeführtes geschirmtes, dessen Schirm an einer Seite schlecht angebunden ist. Der Schirm ist die auffälligere Maßnahme, die Symmetrie die wirksamere — solange sie erhalten bleibt.

Häufiges Missverständnis

„Gleichtakt stört nicht, den wirft der Empfänger sowieso weg." Der Satz stimmt für einen idealen Empfänger an einem idealen Kabel und wird falsch, sobald man beides zusammen betrachtet. Der Empfänger unterdrückt Gleichtakt mit einer endlichen Güte, die als CMRR angegeben wird. Und das Kabel wandelt einen Teil des Gleichtakts unterwegs in Gegentakt zurück — und was einmal im Gegentakt gelandet ist, kann kein Empfänger mehr aussortieren, weil es dort aussieht wie Nutzsignal. Die Modenwandlung im Kabel ist deshalb die härtere Grenze, nicht die Güte des Eingangs.

Der zweite verbreitete Fehlschluss setzt TCL mit Nebensprechen gleich. Beide werden in Dezibel angegeben, beide sind höher besser, und beide verschlechtern sich bei schlechter Verarbeitung. Nebensprechen beschreibt aber die Kopplung zwischen zwei Paaren, TCL die Umwandlung innerhalb eines Paars. Ein Kabel kann bei Nebensprechen glänzen und in der Symmetrie durchfallen; das ist der typische Befund bei billigen Kabeln mit sorgfältig unterschiedlichen Schlaglängen und nachlässiger Aderfertigung.

Nicht zu verwechseln mit

• NEXT und FEXT: Kopplung zwischen verschiedenen Paaren desselben Kabels. Andere Größe, ähnliche Einheit.
• Rückflussdämpfung: Beschreibt, wie viel Signal an Impedanzsprüngen zurückläuft — ein Reflexionsphänomen ohne Modenwandlung.
• CMRR: Die Gleichtaktunterdrückung eines Eingangs. Eigenschaft des Geräts, während TCL eine Eigenschaft der Leitung ist.
• Kopplungsdämpfung: Fasst Schirmwirkung und Symmetrie in einer Zahl zusammen und ist die Größe, über die die Trennklassen definiert sind. TCL ist einer ihrer beiden Bestandteile.

Aus der Praxis

In einer Wohnung mit Studio-Nebennutzung soll die Netzwerkverkabelung ungeschirmt ausgeführt werden — der Elektriker argumentiert mit dem Wegfall der Schirmauflegung und der damit verbundenen Potentialausgleichsfragen. Der Weg verläuft über neun Meter durch eine Installationswand, in der auch die Zuleitungen zweier Steckdosenkreise liegen.

Am Anfang steht die Frage, worauf sich die Störfestigkeit dieser Strecke stützen soll. Ohne Schirm gibt es genau eine Antwort, und sie heißt Symmetrie. Damit ist auch klar, welche Kenngröße die Auswahl steuert und welche nicht: Die Kategorie sagt etwas über die Bandbreite, die Modenwandlungswerte etwas über die Störfestigkeit.

Für die Ausführung heißt das dreierlei. Es wird ein Kabel beschafft, dessen Datenblatt Symmetriewerte ausweist — fehlen sie, ist das die Antwort auf die Frage. Der Trennabstand wird nach der Norm gerechnet, weil die Trennklasse eines ungeschirmten Kabels niedrig ausfällt und der Abstand den fehlenden Schirm ausgleichen muss. Und die Terminierung wird auf die Aufdrehlänge kontrolliert, weil hier der einzige Punkt liegt, an dem die Montage die eingekaufte Symmetrie noch zerstören kann.

Die Gerätewahl ist an dieser Stelle ohne Einfluss. Ein besserer Switch verbessert keine Modenwandlung.

Verknüpfte Inhalte

Warum ein Paar überhaupt symmetrisch gebaut wird, steht bei Twisted Pair und bei der symmetrischen Übertragung; wie gut ein Eingang Gleichtakt unterdrückt, beim CMRR. Wo die Symmetrie auf der Baustelle verloren geht, behandelt die Aufdrehlänge; wie sie in die Abstandsplanung eingeht, die Trennklassen.

Quellen

Definition, Messanordnung und die Unterscheidung zwischen TCL, TCTL und ELTCTL sind in der Dokumentation der Verkabelungsmesstechnik übereinstimmend beschrieben und dort auch den Normen zugeordnet, in denen sie geführt werden. Die Normtexte selbst sind kostenpflichtig und wurden für diese Seite nicht eingesehen; die Aussagen sind entsprechend auf das beschränkt, was ohne Grenzwerttabellen belastbar ist.