Weiterentwicklung der Leckmesstechnik mit dem HFC-Netz – Teil 3

Das Hybrid-Fiber-Coax (HFC)-Netz

Im Laufe der Jahre hat sich die Nachfrage nach immer höheren Übertragungsraten und mehr Bandbreite in den Kabelnetzen weiter verstärkt. Daher:

• ist man von analogen Kanälen zu 6-MHz-SC-QAM-Kanälen übergegangen.
• veränderten sich die Modulationsverfahren von 16-QAM- bis auf 256-QAM-Kanäle.
• hat man OFDM-Träger nach DOCSIS 3.1, die weitaus größere Bereiche des Frequenzspektrums belegen, eingeführt.
• ist man schrittweise von zentralen Zugangsarchitekturen (Centralized Access Architecture, CAA) zu verteilten Zugangsarchitekturen (Distributed Access Architecture, DAA) übergegangen.

Alle diese Veränderungen haben die Hersteller von Leckmesstechnik und deren Anwender vor neue Herausforderungen gestellt. In Verbindung mit diesen Weiterentwicklungen hat sich auch die Vorgehensweise bei Leckmessungen geändert. Die ersten Leckage-Detektoren wurden einfach auf den Videoträger des analogen Kanals abgestimmt, haben dessen Feldstärke direkt angezeigt und gleichzeitig Signalabstrahlungen aus dem Kabelnetz erkannt. Später wurde es notwendig, zwischen zwei verschiedenen, am gleichen Standort betriebenen Kabelsystemen zu unterscheiden. Das war möglich, indem man den analogen Träger mit einer AM- oder FM-Modulation markierte („Tagging“), so dass eine eventuelle Abstrahlung eindeutig dem verursachenden Kabel zugeordnet werden konnte. Dann kamen die rein digitalen Kabelsysteme auf, bei denen die SC-QAM-Modulation die analogen Kanäle ersetzte. Die Gerätehersteller entwickelten neue Leckmesstechnik, die auch sehr schwache Signale, die an der Kopfstelle zwischen zwei QAM-Kanäle eingespeist worden waren, erkannte. Bis dahin, also etwa bis 2012, gingen mit Ausnahme des Verbots funktechnischer Störungen alle Anstrengungen zur Überwachung von Signalabstrahlungen auf die FCC zurück und betrafen hauptsächlich das oben bereits erwähnte Luftfahrt-Frequenzband.

Erkennung von Mehrfrequenz-Signalabstrahlungen

Mit der Einführung des Mobilfunkstandards LTE überraschte es nicht, dass die Abstrahlungen (Egress) aus Kabelnetzen die Mobilfunksignale im 700-MHz-Band störten. Bis dahin hatte die Leckmessung und Überwachung im UHF-Frequenzbereich kaum eine Rolle gespielt. Untersuchungen zeigten jedoch, dass sich die Leckstellen bei höheren Frequenzen anders verhielten als Lecks im unteren Luftfahrt-Frequenzband. Je höher die Frequenz, desto effizienter werden die Signale aus den Schwachstellen in der Abschirmung abgestrahlt. Daher treten bei UHF-Frequenzen stärkere Störungen auf als im VHF-Band. Zudem strahlen viele in einem Frequenzband erkannte Lecks nicht in das andere Band ein. Aus diesem Grund wurden Leckage-Detektoren für zwei, drei und jetzt sogar vier Frequenzen entwickelt, die das gesamte Frequenzspektrum abdecken und diese frequenzspezifischen Lecks im Außenbereich erkennen können.

Weiterentwicklung der Leckmessung mit den sich ändernden HFC-Netzen

Verteilte Zugangsarchitekturen (DAA) verändern nicht nur den Aufbau der Kabelnetze sondern implementieren die Funktionen auch in anderen Segmenten. Die Verlegung der HF aus den Hubs hat dazu geführt, dass die Signalmarkierung für die Leckmessung in die DAA-Knoten virtualisiert werden musste. Die Einführung von breiten OFDM-Trägern in DOCSIS 3.1 versetzt die Leckmesstechnik in die Lage, über den gesamten Frequenzbereich des Downstream-Spektrums Markierungen (Tags) flexibel einzufügen sowie auch die OFDM-Träger zu erkennen, wenn keine Markierung möglich ist. Zudem erlaubt DOCSIS 3.1, die Downstream-Bandbreite auf 1,2 GHz zu vergrößern, was Leckmesstechnik mit einem breiteren Frequenzberiech erforderlich macht.

Die Geschichte der Leckmesstechnik für Kabelnetze setzt sich fort, da die Kabelnetzbetreiber diese Geräte nicht mehr nur einsetzen, um die von der US-amerikanischen FCC geforderten Nachweise zu erbringen, sondern auch, um die Abschirmung des gesamten Leitungsnetzes zu verbessern. Einwandfrei abgeschirmte Netze sind einfach leistungsstärker und die Leckmessung ist die effizienteste Methode, um dieses Ziel zu erreichen. Da die Leckmessgeräte zu einem unverzichtbaren Bestandteil des Werkzeugkoffers von Kabelnetz-Wartungstechnikern werden, müssen sie sich mit dem sich stetig verändernden HFC-Netz weiter entwickeln, um das nächste Kapitel dieser ereignisreichen Geschichte schreiben zu können.

Part 1 of a 3-part series, see the  other posts in this series:

• Teil 1: Wie die Air Force One das Kabelnetz für immer veränderte
• Teil 2: Die Geburtsstunde der spezialisierten Leckmesstechnik

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