IEC 60728-1:2007-09

Im August und September 2007 wurden von der IEC drei Neuausgaben von Normen veröffentlicht, die im TA 5 des IEC/TC 100 "Audio-, Video- und Multimedia-Systeme und -Geräte" mit tatkräftiger Unterstützung des europäischen Spiegelgremiums, dem Technischen Komitee 209 "Kabelnetze für Fernsehsignale, Tonsignale und interaktive Dienste" bei CENELEC, entstanden sind. Im Einzelnen handelt es sich um die folgenden Teile der Normenreihe IEC 60728, die unter dem allgemeinen Titel "Kabelnetze für Fernsehsignale, Tonsignale und interaktive Dienste" stehen:

• IEC 60728-1 "Systemanforderungen in Vorwärtsrichtung"
• IEC 60728-4 "Passive Breitbandgeräte für koaxiale Kabelnetze"
• IEC 60728-5 "Geräte für Kopfstellen".

Normung im Rahmen der Digitalisierung der Kabelnetze

Bereits in den frühen neunziger Jahren wurde im CLC/TC 209 begonnen, die bei ETSI in den Normen EN 300421 (DVB-S) und EN 300429 (DVB-C) festgelegten Signalparameter für digital modulierte Fernsehsignale in entsprechende Parameter für Geräte in der Kopfstelle (EN 50083-5) und in Systemanforderungen an der Teilnehmer-Schnittstelle (EN 50083-7), jeweils einschließlich der notwendigen Messverfahren, umzusetzen.

Die Weiterentwicklung der DVB-Standards in Richtung "Digitales terrestrisches Fernsehen (DVB-T)" (EN 300744) und in Richtung der zweiten Generation des DVB-Übertragungsstandards über Satelliten (DVB-S2) (EN 302307) machte weitere, zum Teil grundsätzliche Überarbeitungen der betreffenden Normen erforderlich. In diese Überarbeitungen flossen gleichzeitig die Betriebserfahrungen aus den ersten fünf bis zehn Jahren digitaler Übertragungstechnik in Kabelnetzen ein, durch die manche zunächst eher theoretisch oder "unter Beratung" angesetzten Werte auf eine praktische Basis gestellt werden konnten.

Da die Kabelnetz-Normungsaktivitäten des IEC/TC 100/TA 5 auf internationaler Ebene und die des CLC/TC 209 auf europäischer Ebene seit dem Jahr 2000 nach den Regeln des "Dresdner Abkommens" gebündelt werden, wobei die führende Rolle weiterhin beim CLC/TC 209 verblieb, kam es im Laufe der Zeit dazu, dass der größte Teil der Kabelnetz-Normen im Rahmen von anstehenden Überarbeitungen in die von IEC vorgegebene Nummerierung IEC 60728/EN 60728 übergeführt wurde.

IEC 60728-1 über "Systemanforderungen in Vorwärtsrichtung" - Neue Messverfahren und Anforderungen an die Teilnehmer-Anschlussdose

Der Schwerpunkt in der vierten Ausgabe, 2007, der Norm IEC 60728-1 liegt in einer vollständigen Überarbeitung und Ergänzung der Messverfahren für digital modulierte Signale und der Mindestanforderungen an die Signalqualität beim Teilnehmer. Bei den Messverfahren für digital modulierte Signale sind insbesondere zu nennen:

• Signalpegel S_D,HF

• HF-Signal-/Rauschverhältnis S_D,HF/N

• Bitfehler-Verhältnis (BER)

• Störabstand

• Modulationsfehler-Verhältnis (MER) als "Güteziffer"

• Phasenjitter

• Phasenrauschen von HF-Trägern.

  Bei den Grenzwerten für die Signalqualität an der Teilnehmeranschlussdose wurde Wert darauf gelegt, möglichst alle gebräuchlichen Modulationsverfahren und Werte der Coderate aufzuführen. Für analog modulierte Fernsehsignale sind dies die Signalstandards PAL, SECAM und NTSC, für digital modulierte die vom DVB-Projekt erarbeiteten Verfahren DVB-S, DVB-S2, DVB-C und DVB-T mit den mehrstufigen Phasenumtastverfahren (QPSK, 8PSK,16APSK, 32APSK) und den mehrstufigen Quadratur-Amplitudenmodulationsverfahren (16 QAM bis 256 QAM).

  Leistungsanforderungen an Empfangsantennen

  Die an den Teilnehmeranschlussdosen abgelieferte Signalqualität hängt nicht nur von der Signalaufbereitung in der Kopfstelle und den Leistungsmerkmalen des Verteilnetzes ab, sondern auch von der Charakteristik der von den Antennen empfangenen Signale. Daher sind geeignete Anforderungen bezüglich Feldstärke am Ort der Empfangsantennen und Qualität der empfangenen Signale erforderlich, um am Eingang der Kopfstelle des Kabelnetzes analoge und digitale Fernseh- und Tonrundfunksignale mit passender Qualität zur Verfügung zu haben. Für die Feldstärkepegel am Ort der Antennen wurden Werte festgelegt, die höher als die in den folgenden Dokumenten geforderten Mindestwerte sind:

• ITU-R Recommendation BT.417-4 für analogen Fernsehrundfunk
• ITU-R Recommendation BS.412-9 für FM-Tonrundfunk
• CEPT - "The Chester 1997 Multilateral Co-ordination Agreement" für digitalen terrestrischen Rundfunk.

Neben den Anforderungen für Feldstärkepegel am Empfangsort werden weitere Parameter wie beispielsweise Signalpegel am Eingang der Kopfstelle, Träger- beziehungsweise Signal-Rauschverhältnis, Bitfehler- und Paketfehlerhäufigkeit (BER und PER) für terrestrische und/oder Satelliten-Signale festgelegt.

Neue Schnittstellen für Wohnungsnetze

Bis heute werden Kabelnetze in der Normung bei CENELEC und IEC im Wesentlichen als "Black-Box" beschrieben mit ausschließlich den in Bild 1 gezeigten Schnittstellen. Mit der zunehmenden Bedeutung der Kabelnetze innerhalb einer Wohnung zum Anschluss von mehreren Endgeräten in den einzelnen Wohnräumen wurde die Notwendigkeit zur Schaffung einer zusätzlichen Wohnungsnetz-Schnittstelle (HNI) am so genannten Wohnungs-Übergabepunkt erkannt. Da diese Wohnungsverkabelung heute in vielen Fällen erst nach der offiziellen Schnittstelle der Teilnehmer-Anschlussdose (TAD) als so genannte "Netzebene 5 (NE5)" entsteht, will man durch die zusätzliche Schnittstelle erreichen, dass in Zukunft bei richtiger Auslegung die Systemanforderungen im gesamten Wohnungsnetz erfüllt werden, was heute in vielen nachträglich realisierten NE5-Verkabelungen sicher nicht der Fall ist.

In der neuen Ausgabe der Norm IEC 60728-1 wird eine zusätzliche Schnittstelle HNI_i (Home Network Interface Typ i) am Eingang einer einzelnen Wohnung oder am Übergabepunkt im Einfamilienhaus definiert, deren elektrische Spezifikationen von denen der bisher einzigen Schnittstelle im Teilnehmerbereich, der TAD beziehungsweise der Eingangsschnittstelle EE des Teilnehmerendgeräts, abgeleitet werden (Bild 2).

Zwischen TAD und dem vorgelagerten HNI_i werden folgende Arten von Wohnungsnetzen betrachtet:

• Passive, koaxiale Wohnungsnetze (HNI₁)

• Aktive, koaxiale Wohnungsnetze (HNI₂)

• Wohnungsnetze mit symmetrischer Verkabelung

  ((Einzug zweite Ebene))

• symmetrische TAD-Schnittstelle (HNI_3A)

• koaxiale TAD-Schnittstelle (HNI_3B)

  ((Ende))

• Wohnungsnetze in optischer Technik (HNI_3C)

• Wohnungsnetze mit allen denkbaren Verkabelungsarten (koaxial, symmetrisch, POF, Funk (WiFi), Power-Line) und mit Basisband-/NF-Schnittstellen (EE) zu den Endgeräten (HNI_3D.)

  In der Norm werden nun für jeden Wohnungsnetz-Typ die relevanten Daten am zugehörigen HNI_i angegeben, die einzuhalten sind, um die Systemanforderungen an jeder im Wohnungsnetz befindlichen TAD zu gewährleisten. Für ein passives Wohnungsnetz sind dies zum Beispiel die folgenden Parameter:

• Minimal- und Maximalpegel

• Maximal zulässige Pegeldifferenzen

• Entkopplung zwischen zwei HNI₁

• Amplitudenfrequenzgang

• Gruppenlaufzeitverzerrung.

  Alle anderen Parameter sind identisch zu denen an der TAD.

  IEC 60728-4 "Passive Breitbandgeräte für koaxiale Kabelnetze"

  Diese Norm legt im Frequenzbereich 5 MHz bis 3 000 MHz Messverfahren und Anforderungen für passive Geräte in Kabelnetzen fest. Darunter sind hauptsächlich Teilnehmeranschlussdosen, Verteiler und Abzweiger sowie sonstige passive Geräte mit ein oder mehreren Anschlüssen (zum Beispiel Filter, Dämpfungsglieder, Entzerrer, galvanische Isolatoren, Stromeinspeiseweichen, Übergabepunkte) zu verstehen. Koaxialkabel und Empfänger-Anschlusskabel fallen nicht unter diese Norm, sondern werden in den Normenreihen EN 50117 und IEC 60966-2/EN 60966-2 beschrieben.

  Es gelten drei Güteklassen für alle passiven Geräte mit Ausnahme der Teilnehmeranschlussdosen, für die nur eine existiert. Die Klassifizierung der Leistungsmerkmale von Geräten für den Einsatz in Kabelnetzen über die Wahl der passenden Güteklasse hängt zum Beispiel ab von:

• Größe des Netzes
• Struktur des Netzes
• Länge der Kabel zwischen Geräten
• Art der Dienste
• Signalarten.

Die Praxis hat gezeigt, dass diese drei Güteklassen die meisten technischen Anforderungen erfüllen, die zur Sicherstellung einer minimalen Signalqualität bei den Teilnehmern erforderlich sind.

Die folgenden wesentlichen Änderungen und Ergänzungen wurden in die dritte Ausgabe der Norm IEC 60728-4:2007 aufgenommen:

• Verschiedene neue oder abgeänderte Begriffe und Definitionen
• Zusätzliche Messverfahren für Dämpfung, Entkopplung, Gruppenlaufzeitverzerrung, Amplitudenfrequenzgang und Zwei-Träger-Intermodulations-Messverfahren für Störprodukte 2. und 3. Ordnung
• Neue oder überarbeitete Anforderungen für bestimmte Parameter.

Zusätzlich wurde die Struktur dieses Normteils vollständig überarbeitet und den einheitlichen Strukturen der anderen Teile der Normenreihe IEC 60728 angepasst.

IEC 60728-5 "Geräte für Kopfstellen"

Diese Norm definiert die Kennwerte von Geräten, die in Kopfstellen von terrestrischen und Satelliten-Rundfunk-Empfangssystemen eingesetzt werden. Sie berücksichtigt dabei den Frequenzbereich von 5 MHz bis 3 000 MHz, legt Messverfahren und Leistungsanforderungen für bestimmte Parameter fest und führt die drei folgenden Güteklassen ein:

• Güteklasse 1: Ortskopfstelle/abgesetzte Kopfstelle
• Güteklasse 2: Zentralkopfstelle oder zentraler Knoten
• Güteklasse 3: Kopfstelle für Gemeinschaftsantennenanlagen/Einzelempfangskopfstelle.

Die folgenden wesentlichen Ergänzungen wurden in die zweite Ausgabe der Kopfstellennorm IEC 60728-5:2007 aufgenommen:

• Definition eines HF-Signal-Rauschverhältnisses S_D,RF/N für digital modulierte Signale, einschließlich des dazu erforderlichen Messverfahrens

• Messverfahren für die Gruppenlaufzeitverzerrung bei DVB-Kanalumsetzern

• Back-off-Festlegungen zwischen analogen und digitalen Signalpegeln am Kopfstellenausgang

• Einführung des Qualitätsparameters MER einschließlich Messverfahren und Grenzwerten am Ausgang der Kopfstelle

• Messverfahren und Grenzwerte für Phasenrauschen von HF-Trägern

• Definition verschiedener Bandbreiten im Zusammenhang mit den von DVB eingeführten, digitalen Modulationsverfahren.

Übernahme der Internationalen Normen als Europäische und Deutsche Normen

Wie bereits erwähnt, stellen die drei beschriebenen IEC-Normen die Basis für entsprechende Europäische und Deutsche Normen dar. Die Europäischen und Deutschen Normen befinden sich derzeit beim CENELEC beziehungsweise bei der DKE in der Schlussbearbeitung. Ihre Veröffentlichung wird im ersten Halbjahr 2008 erwartet. Dabei kommt es zum Ersatz der folgenden bisherigen Ausgaben: