Was ist eine TDR-Messung?

Bei der Erweiterung einer bestehenden Kommunikationsstruktur könnte auf bestehende Kupferkabel zurückgegriffen werden. Die Alternative hierzu ist eine komplette Neuverkabelung.

Hierzu stellen sich folgende Fragen:
Wie kann die bestehende Leitung überprüft werden? Wo befinden sich eventuell Fehler?

1. Wie arbeitet ein TDR-Messgerät grundlegend?

Eine Möglichkeit zur Überprüfung von Leitungen bietet die sogenannte TDR-Messung. TDR steht für Time Domain Reflectometry und dient der Feststellung von Kabellängen, Kabelfehlern, Kabelbrüchen, Kurzschlüssen und Kabelquetschungen.

Ein TDR-Messgerät, wie zum Beispiel unser KE2100, sendet einen elektrischen Impuls und errechnet dann auf Basis der Dauer der Rückkehr zum Sender die Kabellängen oder den Fehlerort.

1.1 Wie funktioniert eine TDR-Messung?

Beim TDR-Verfahren sendet das Gerät einen Impuls auf das Kabel, welcher dann von Kabelfehlern reflektiert und zum Gerät zurückgesendet wird. Durch charakteristische Reflektionskurven kann die Art des Fehlers identifiziert werden. Das Messgerät zeigt zudem den Ort des Fehlers auf ca. 0,3 m genau an.

1.2 Wieso kann die Zeit zwischen den Pulsen eingestellt werden?

Die Pulsbreite oder auch Pulsdauer hat einen Einfluss auf die Messung. Kleinere Pulszeiten haben eine sehr viel bessere Auflösung, d. h. Fehler die dicht aufeinander folgen, können damit besser dargestellt werden. Der Nachteil ist, dass größere Längen nicht genau messbar sind. Bei größeren Pulsbreiten ist der Ablauf umgekehrt. Dadurch können längere Kabel gemessen, aber evtl. nicht alle Fehler angezeigt werden. Somit ist es eventuell notwendig, mehrere Messungen vorzunehmen.

Dies ist ein Grund dafür, dass bei unserem KE2100 verschiedene Pulsbreiten einstellbar sind.

2. Welche Messungen können mit einem TDR durchgeführt werden?

Ein geeignetes Kabelfehlermessgerät, wie z.B. unser KE2100, kann über das TDR-Verfahren eine Vielzahl unterschiedlicher Kabel überprüfen und den möglichen Fehlerort ermitteln. Der KE2100 kann selbst Kabel mit bis zu 15 Kilometern Länge untersuchen. Folgend sind einige der unterstützten Kabeltypen abgebildet. Welche Möglichkeiten ein TDR genau bietet, wird in den nachstehenden Abschnitten dargestellt.

Abb. 2: Messung der Kabellänge mit TDR

2.1 Wie funktioniert die Längenmessung?

Bei einer Längenmessung wird ein elektrischer Impuls am Kabelanfang eingespeist. Dieser Impuls durchläuft die Kabelstrecke, bis es am offenen Kabelende reflektiert wird und wieder zum Kabelanfang und dem Messgerät zurückläuft. Die zeitliche Differenz zwischen Aussendung und Ankunft wird gemessen. Diese Zeit wird dann über die eingestellten Kabelparameter und Pulseinstellungen in ein Längenmaß umgerechnet.

2.2 Wie können Fehlerquellen gefunden werden? Wie sehen die Fehler aus?

Beim TDR-Verfahren sendet das Gerät einen Impuls auf das Kabel, welcher dann von Kabelfehlern reflektiert und zum Gerät zurückgesendet wird. Durch charakteristische Reflexionskurven kann die Art des Fehlers identifiziert werden. Das Messgerät zeigt zudem den Ort des Fehlers auf ca. 0,3 m genau an. Einige typische Reflexionskurven und die zugehörigen Kabelfehler sind in der unten stehenden Abbildung ersichtlich:

2.3 Wieso müssen die Kabelparameter eingestellt werden?

Kabel haben verschiedene elektrische Eigenschaften, welche sich auf die Längenmessung auswirken. Damit die Längenmessung so genau wie möglich ist, ist auf den richtigen Wert der Ausbreitungsgeschwindigkeit (VF-Wert) zu achten. Je präziser dieser Wert ist, umso genauer wird die Kabellänge angezeigt. In der Kabeldatenbank unseres KE2100 sind verschiedene Kabeltypen mit den entsprechenden Werten enthalten.

Zusammenfassung

Eine TDR-Messung und ein TDR-Messgerät sind ein mächtiges Werkzeug zur Überprüfung von Leitungen. Neben der Bestimmung der Kabellänge, können über die Anzeige der Reflexionskurven auch Kabelfehler bestimmt und aufgespürt werden. Das erspart Zeit bei der Fehlersuche und vermeidet unnötige Arbeit.