IGS-Industrielle Gefahrenmeldesysteme GmbH

Technology for life safety and security

Wissenswertes zum Thema ISDN - Teil 3: Übertragungsarten

Bedarfsgesteuerte Verbindung: Als Endgerät am S 0 -BUS des Basisanschlusses kann auch ein Übertragungsgerät (ÜG) für Alarmmeldungen angeschlossen werden. Soll eine Meldung übertragen werden, baut das ISDN-ÜG (bedarfsgesteuert) eine Wählverbindung auf und überträgt die Meldung über einen der beiden B-Kanäle des Basisanschlusses zur Alarmempfangseinrichtung. Je nach verwendeter Technik bei der angewählten Alarmempfangseinrichtung kann die Meldung als 10 Baud-Modemtelegramm oder als Datentelegramm im ISDN-Datenmode übermittelt werden. Ist die Meldung abgesetzt und wurde von der Empfangseinrichtung quittiert, wird die Verbindung durch das ÜG wieder getrennt.

Schicht 1 Überwachung (Line-Ok-Funktion): Das ÜG befindet sich danach wieder im Ruhezustand und prüft zur Überwachung der ISDN-Anschlussleitung ständig die Rahmenimpulse, die von der Teilnehmer-Vermittlungsstelle kontinuierlich gesendet werden (Schicht 1-Überwachung). Fallen diese Impulse aus, wird vom ÜG eine Störungsmeldung zur Gefahrenmeldezentrale abgegeben.

Blockadefreischaltung: Wie wir dies schon vom analogen Telefonanschluss kennen, muss auch beim Betrieb eines Übertragungsgerätes für Gefahrenmeldungen an einem Mehrgeräte-Anschluss sichergestellt werden, dass das Gerät im Alarmfall die Möglichkeit hat, die Meldung sicher und schnell abzusetzen.

Blockadefreischaltung

Es könnte ja vorkommen, dass zum gegebenen Zeitpunkt beide B-Kanäle zufällig oder durch einen Blockadeversuch absichtlich belegt sind. In diesem Fall muss das ÜG protokollgesteuert über den D-Kanal die Freischaltung eines B-Kanals bewirken, d.h. eine der beiden bestehenden Verbindungen wird abgebaut. Dem ÜG steht für diese Freischaltung kein spezielles Leistungsmerkmal des ISDN zur Verfügung. Es müssen für die Freischaltung die gleichen D-Kanal Protokollsequenzen verwendet werden, wie sie auch für den Abbau einer Verbindung benutzt werden.

Sabotagefreischaltung: Beim Einsatz eines ÜG in einer Einbruchmeldeanlage wird der S 0 -BUS in der Regel über die Grenzen des abgesicherten Bereiches reichen und ist somit angreifbar. Ein solcher Angriff könnte z.B. darin bestehen, den S 0 -BUS kurzzuschließen. Auch in diesem Fall wäre keine Übertragung möglich. Um hier reagieren zu können, muss das Übertragungsgerät als erstes Gerät an den S 0 -BUS geschaltet sein. Das ÜG besitzt dann die Möglichkeit mit 4 Relaiskontakten (Öffner) den nachfolgenden sabotierten Bus abzuschalten und somit eine Übertragung zu ermöglichen (Sabotagefreischaltung).

Sabotagefreischaltung

Mit dieser Art der Anschaltung hat das ÜG die Möglichkeit einen gestörten bzw. sabotierten S 0 -BUS abzutrennen, um seine Meldung absetzen zu können (Sabotagefreischaltung).

Anschluss "analoger" Übertragungsgeräte mittels Terminaladapter (TA): Herkömmliche ÜG (AWAG oder AWUG), die zum Anschluss an den analogen Telefonanschluss vorgesehen sind, können nur indirekt an ISDN angeschlossen werden. Man benötigt dazu einen sogenannten Terminal-Adapter (TA) mit analogem Eingang (a/b), der zwischen das ÜG und den S 0 -BUS installiert wird.

Anschluss "analoger" Übertragungsgeräte mittels Terminaladapter (TA)

Daraus ergeben sich jedoch folgende Nachteile:

  • zusätzliche Kosten für den Terminal-Adapter
  • keine Nutzungsmöglichkeit der besonderen ISDN-Leistungsmerkmale
  • keine Sabotage-/ Blockadefreischaltung durch das ÜG möglich
  • keine Überwachung der Anschlussleitung durch das ÜG möglich

Die Anschaltung eines ÜG über einen handelsüblichen TA entspricht daher nicht den VdS-Richtlinien!

Ferner ist zu beachten, dass je nach Typ und Hersteller bei der Verwendung handelsüblicher TA zusätzlich Probleme auftreten können, die eine sichere Funktion des ÜG in Frage stellen:

  • Zu kleine Speisespannung auf der a/b Schnittstelle. Die meisten ÜG verfügen über eine sogenannte Line-Ok-Funktion. Ist die Speisespannung kleiner als deren Auswerteschwelle, wird ein Störungssignal ausgegeben.
  • Zu kleine Rufwechselspannung auf der a/b Schnittstelle, wenn das ÜG angerufen und fernabgefragt werden soll.
  • Zu geringer Speisestrom über die a/b Schnittstelle, wenn sich das ÜG zugeschaltet hat. Die Schleifenstromüberwachung des ÜG erkennt dies als Fehlerzustand.
  • Vom normalen Wählton abweichender oder gar nicht vorhandener Wählton an der a/b Schnittstelle.
  • Ein weiteres Problem könnte sich beim Betrieb eines ÜG an einem TA ergeben: Über ein Steckernetzteil speist der NT gewisse Endgeräte am S 0 -BUS. Bei Netzausfall erfolgt die Speisung von der Vermittlungsstelle, jedoch nur mit eingeschränkter Leistung. Daher kann nur ein Gerät am Bus notversorgt werden. Dieses Gerät muss auf jeden Fall der TA sein, d.h. der TA muss notspeisbar und entsprechend programmiert sein. Alle anderen Geräte am BUS dürfen nicht auf Notspeisung programmiert sein, da bei einem Netzausfall der Speisestrom für den TA unter Umständen nicht mehr ausreicht und eine sichere Funktion nicht mehr gegeben ist. Das Übertragungsgerät selbst benötigt keine Notspeisung aus dem Telefonnetz, da es eine eigene Notstromversorgung besitzt. In Sonderfällen (neue Bundesländer) können ISDN-Anschlüsse über Glasfaserkabel herangeführt sein. Bei solchen Anschlüssen ist eine Fernspeisung bei Lichtnetzausfall nicht möglich, der TA ist dann ebenfalls außer Betrieb. Dies könnte ggf. nur durch eine Notstromversorgung (z.B. USV) aller Kommunikations- und Endgeräte verhindert werden.

Speziell für die Gefahrenmeldetechnik entwickelte Terminaladapter führen eine Sabotage- / Blockadefreischaltung sowie eine Überwachung der Anschlussleitung (Schicht 1- Überwachung) aus. In Verbindung mit einer VdS-gemäßen Stromversorgung, z.B. aus der EMZ, ist über einen solchen TA eine VdS-gemäße Anschaltung möglich.

Zugang zu einem X.25-Datennetz über den ISDN-Basisanschluss: Ein wichtiges Leistungsmerkmal des Euro-ISDN ist der D-Kanal-Zugang des ISDN-Anschlusses gemäß X.31 zu paketvermittelnden Datennetzen nach X.25, z.B. Datex-P. Über solche Netze lassen sich mit einem einmaligen Wählvorgang ständig stehende virtuelle Datenverbindungen, sogenannte SVC-P-Verbindungen zur Alarmempfangseinrichtung (AE) aufbauen, wenn diese eine entsprechende X.25-Anbindung besitzt.

Dieser Übertragungsweg ist die ideale, an die heutige Kommunikationswelt angepasste, Alternative zur gemieteten Standleitung der alten Technik.

Zugang zu einem X.25-Datennetz über den ISDN-Basisanschluss

X.25 ist die internationale Norm für paketorientierte Datenübertragungsnetze.
X.31 ist die internationale Norm für den ISDN-Zugang zu einem X.25 Netz.

Die X.31- / X.25-Verbindung mindert in keiner Weise die Leistungsfähigkeit des benutzten ISDN-Anschlusses. Dieser steht also uneingeschränkt für andere Anwendungen zur Verfügung. Da die SVC-P Verbindung nur über den D-Kanal läuft und völlig unabhängig vom momentanen Betriebszustand der B-Kanäle ist, kann ein ausschließlich in dieser Weise betriebenes ÜG zusätzlich an einem Punkt-zu-Punkt-Anschluss betrieben werden.


Welche Vorteile bietet X.25?
Eine X.25-Verbindung ist eine virtuelle Verbindung, die eine logische bidirektionale Kommunikationsstrecke zwischen zwei Endgeräten über ein paketorientiertes Netz darstellt. Eine virtuelle Verbindung ist also keine physikalisch bestehende Leitungsverbindung, wie dies beim leitungsvermittelnden ISDN der Fall ist. Der Datenpaketvermittlung liegt eine Mehrfachnutzung von Leitungen durch verschiedene Anwender zu Grunde. Die zu übertragenden Daten werden auf PACKETS (Pakete) aufgeteilt, mit einer Zielinformation versehen und an eine Datenpaket-Vermittlungseinrichtung gesandt. Hier werden die einzelnen PACKETS kurz zwischengespeichert, die Zielinformation ausgewertet und danach ggf. über eine weitere Datenpaketvermittlung an die Zieladresse weiter geleitet.

Durch die hiermit mögliche Mehrfachnutzung von Leitungen wird das Netz nur dann belastet, wenn Datenpakete übertragen werden. Die Kosten für die Verbindungswege in einem solchen Netz sind wesentlich geringer als in einem Netz, das leitungsvermittelt arbeitet. Bei der X.25-Paketdatenübertragung werden daher keine zeit- oder entfernungsabhängige Gebühren berechnet, sondern nur die Anzahl der übertragenen Pakete.

Es gibt drei Arten von virtuellen Verbindungen:

  • die dauernd stehende, je nach Beauftragung fest geroutete PVC (Permanent Virtual Circuit),
  • die gewählte virtuelle Verbindung SVC ( Switched Virtual Call) und
  • die gewählte virtuelle Verbindung SVC-P (Switched Virtual Call Permanent)

die nach dem Verbindungsaufbau dauernd bestehend bleibt. Mit einer SVC-P-Verbindung ist es somit möglich, mit einem einmaligen Wählvorgang eine ständig stehende virtuelle Datenverbindung zu einer Alarmempfangseinrichtung mit X.25-Zugang aufzubauen.

Das X.25-Netzmanagement bietet eine stetige Überwachung der virtuellen Verbindung und routet bei Ausfall von Teilstrecken automatisch auf andere Teilstrecken um. Ist die Verbindung jedoch total gestört, werden an beiden Endstellen die entsprechenden Störungsmeldungen ausgegeben. In Verbindung mit 24-stündigen Testmeldungen, ermöglicht dies die VdS-gemäße Übertragung von Alarmmeldungen aus Klasse-C Anlagen. (Ein zusätzlicher örtlicher akustischer Signalgeber ist gefordert).

Eine SVC-P-Verbindung stellt somit eine ideale Alternative zur gemieteten Standleitung dar. Dabei sind aber die Kosten für die SVC-P-Verbindung nicht entfernungsabhängig. Das X.25-Netz der TELEKOM heißt Datex-P. Es ist wie das Telefonnetz flächendeckend ausgebaut. Anschlüsse an diesem Netz sind sowohl als direkte X.25-Anschlüsse möglich als auch mit D-Kanal-Zugang über den ISDN-Anschluss (gemäß X.31).

Installationshinweise zum ISDN-Anschluss: Die Installation der Anschlussleitung, einschließlich des NT, wird in der Regel vom Netzbetreiber (TELEKOM) ausgeführt. Für die weiterführende Installation an S 0 ist der Anschlussbetreiber zuständig. Diese Installation sollte nur von Fachleuten ausgeführt werden. Für Angehörige der Berufsgruppen Elektro- und Nachrichtentechnik wurde hierfür eine Allgemeinzulassung ausgesprochen. Bei der Installation sind sowohl sicherheitstechnische als auch übertragungstechnische Kriterien zu beachten.

Aus sicherheitstechnischer Sicht ist eine den VdS-Richtlinien (VdS 2311, Planung und Einbau) entsprechend geschützte Leitungsführung sowie die (eventuell mittels Schutzgehäuse überbaute) Montage des NT im gesicherten Bereich vorzunehmen. Aus übertragungstechnischer Sicht ist folgendes zu beachten:

  • Als Installationsleitung für den S 0 -Anschluss ist ein Aderndurchmesser von 0,6 mm zu verwenden (z.B. J-Y (St) Y2x2x0,6). Eine abgeschirmte Leitungsführung ist nur bei extremen Umgebungsbedingungen bezüglich elektromagnetischer Beeinflussung erforderlich. Bei paarverseilten Kabeln ist jeweils ein verseiltes Paar für eine Sende- bzw. Empfangsleitung zu verwenden. Bei viererverseilten Kabeln ist jeweils ein Vierer für die zusammengehörende Sende- und Empfangsleitung zu verwenden. Die Verseilung der Doppeladern darf je Verbindungspunkt nur über eine maximale Länge von 10 cm aufgehoben sein.
  • Als Anschlussdosen für die weiteren Geräte am Bus dürfen nur IAE-Dosen (RJ45) 2x8 (z.B. TELENOT Art.-Nr. 100057144) in Aufputz- oder Unterputzausführung, ent-sprechend der FTZ-Richtlinie 1 TR 5, verwendet werden. Diese Dose besitzt 2 achtpolige Buchsen nach DIN EN 60603-7. Der Kabelanschluss wird in Schraubklemmtechnik ausgeführt.
  • In der letzten IAE-Dose muss das Sende- und Empfangsadernpaar jeweils mit einem Abschlusswiderstand 100Ohm ± 5 % 1 W abgeschlossen werden. Im NT sind schaltbare Abschlusswiderstände eingebaut, die in der Regel bereits eingeschaltet sind.
  • Die Adern dürfen in der gesamten Verdrahtung weder innerhalb der Adernpaare vertauscht werden, noch dürfen die Adernpaare gegeneinander vertauscht werden! Dies ist eine der am häufigsten auftretenden Fehlerursachen. Vertauschungen machen sich oft nur sporadisch, als Störung des ÜG oder anderer am BUS angeschlossener Endgeräte, bemerkbar. Bei der Installation des S 0 -BUS ist daher stets die Beschriftung der Klemmen des NT sowie der IAE-Dosen zu beachten, da diese in unterschiedlicher Reihenfolge angeordnet sein können.

Der ISDN-Netzabschluss NT(BA)

Notbetrieb des NT(BA): Der NT besitzt in der Regel einen 230 V-Netzanschluss. Dieser versorgt jene Endgeräte am BUS, die keine eigene Stromversorgung besitzen (max. 4 Stück). Der NT selbst wird von der Vermittlungsstelle versorgt. Bei Ausfall des 230 V-Netzes kann der NT über den BUS nur noch ein einziges dafür vorbestimmtes Gerät mit Notstrom aus der Vermittlungsstelle versorgen.

Auf ein ISDN-ÜG hat dieser Zustand jedoch keine Auswirkung, denn dieses verfügt über eine eigene Notstromversorgung. Es müssen daher keine weiteren Maßnahmen getroffen werden.

Leitungslängen: Bei einer Punkt-zu-Punkt-Konfiguration ist eine maximale Leitungslänge von 1000 m zulässig. Abschlusswiderstände müssen sowohl im NT wie auch am Leitungsende eingeschaltet bzw. angeschlossen werden. Bei einer Punkt-zu-Punkt-Konfiguration braucht der NT nicht an das 230 V-Netz angeschlossen werden.

Punkt-zu-Punkt-Konfiguration

Bei Mehrpunkt-Konfiguration darf die Bus-Länge nicht über 150 m betragen. Der BUS darf eine maximale Länge von 500 m aufweisen, wenn sichergestellt ist, dass alle Geräte auf den letzten 50 m angeschlossen sind. Stichleitungen, inklusive Geräteanschlussschnüre, dürfen in jedem Fall nicht länger als 10 m sein. Abschlusswiderstände müssen sowohl im NT wie auch in der letzten IAE-Dose eingeschaltet bzw. angeschlossen werden.

Mehrpunkt-Konfiguration

VdS-gemäße Übertragung von Gefahrenmeldungen mittels ISDN-ÜG: Grundsätzlich gilt die Anforderung, dass die verwendeten Übertragungsgeräte sowie die benutzten Übertragungswege (Netze) vom VdS anerkannt sind und die Installation gemäß der VdS-Vorschrift 2311 erfolgt. Außerdem muss das Leistungsmerkmal “Dauerüberwachung für den ISDN-Mehrgeräteanschluss” beauftragt werden. In diesem Zusammenhang sei hier nochmals auf die entsprechenden VdS-Richtlinien hingewiesen:

  • VdS 2463 Übertragungsgeräte (ÜG)
  • VdS 2465 Übertragungsprotokoll
  • VdS 2466 Alarmempfangseinrichtungen (AE)
  • VdS 2471 Übertragungswege
  • VdS 2532 Verzeichnis der Übertragungswege
  • VdS 2311 Planung und Einbau

Die wesentlichen Anforderungen sind:

  • Für Alarmmeldungen aus Anlagen der VdS-Klassen A und B genügt ein Übertragungsgerät mit bedarfsgesteuertem Verbindungsaufbau, wie z.B. ein ISDN-ÜG mit Übertragung im B-Kanal. Eine zusätzliche örtliche Alarmierung ist erforderlich.
  • Zur Alarmmeldung aus Klasse C-Anlagen sind zwei Lösungsmöglichkeiten vorgesehen bei denen ebenfalls eine zusätzliche örtliche Alarmierung erforderlich
    ist:
    • Alarmmeldung über eine stehende ständig überwachte Verbindung zur Leitstelle, adäquat zu den bisher eingesetzten Übertragungsanlagen über Mietleitungen. Diese Forderung kann mit einem ISDN-ÜG erfüllt werden, welches gemäß X.31 über den D-Kanal auf ein paketvermittelndes X.25-Datennetz zugreift und über dieses eine ständig stehende virtuelle Verbindung zur Alarmempfangseinrichtung halten kann, eine sogenannte SVC-P-Verbindung. X.25-Netze stellen als Netzdienstleistung eine stetige Überwachung der SVC-P-Verbindung zur Verfügung.
    • Alarmmeldung mittels eines Übertragungsgerätes mit bedarfsgesteuertem Verbindungsaufbau und einem zusätzlichen Ersatzweg, der bei beiden Endstellen eine getrennte Trassenführung aufweisen muss. Für diesen Ersatzweg wird in der Regel ein Funknetz verwendet. Die entsprechenden Kommunikationsgeräte (z.B. Funkgerät mit Datenschnittstelle) werden dazu an einer seriellen Schnittstelle des ISDN-ÜG angeschlossen.

Am Beispiel der Übertragungstechnik von TELENOT hier die Gesamtheit der möglichen Übertragungswege für Gefahrenmeldungen:

Gesamtheit der möglichen Übertragungswege für Gefahrenmeldungen

Die Funkwege zu Cityruf oder zu einem Handy per SMS werden in der Regel nur zur Übertragung technischer Meldungen oder für Alarmmeldungen nur als zusätzlicher Übertragungsweg genutzt.

Quelle: Produktinformation der Firma Telenot

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