So groß die Bedeutung der Datenverarbeitung ist, so schwerwiegend sind die Risiken, beziehungsweise Folgen ihres "Absturzes". Ursache dafür können unter anderem Überspannungsimpulse jeglicher Provenienz sein, die sich in Netz- oder Datenleitungen einkoppeln. Besonders häufig treten Schäden an Datenverarbeitungsanlagen auf, wenn in der Nähe des Gebäudes, in dem der Rechner steht, ein Blitz einschlägt. Klaus Scheibe und Andreas Schrei* beschreiben, was zur Vermeidung solcher Überspannungen zu tun ist:
Allen integrierten Bauelementen, aus denen DV-Anlagen im Kern bestehen, ist eines gemeinsam: Sie haben eine sehr geringe Spannungsfestigkeit und können durch Einlaufen eines transienten Spannungsimpulses sofort zerstört werden. Zum Schutz solcher Chips sind Bauelemente vorzuschalten, die so rechtzeitig leitfähig werden, daß kein unzulässig hoher Spannungsimpuls in die nachgeschaltete Elektronik gelangen kann. Wichtige Kriterien für einen Überspannungsschutz-Baustein sind also schnelles Ansprechen sowie ein anlagenspezifischer Ansprechwert. Dieser Wert muß einerseits so hoch liegen, daß beim Normalbetrieb keine Beeinträchtigung auftritt, andererseits aber bei erhöhter Beanspruchung die einlaufende Überspannung begrenzt wird. Wirkungsvolle Überspannungsschutz Bausteine bestehen aus schnell ansprechenden Schutzdioden, deren Ansprechwert auf die zu schätzende Elektronik abgestimmt ist.
Nicht immer reicht der Einsatz solcher Feinschutzelemente allein aus. In der Regel ist das nämlich nur dann der Fall, wenn beispielsweise durch sorgfältig ausgeführte Leitungsschirmung die Einkopplung energiereicher Impulse so gut wie ausgeschlossen werden kann, oder bereits zusätzliche Grobschutzelemente in der Anlage installiert sind. Liegt kein solcher Ausnahmefall vor, kann das Eindringen energiereicher Spannungsimpulse nicht ohne zusätzliche Maßnahmen verhindert werden. Damit aber Störimpulse nicht Teile der angeschlossenen Datenverarbeitungsanlage zerstören, sollten Überspannungsschutz-Bausteine aus einer sorgfältig aufeinander abgestimmten Kombination von Grob- und Feinschutzelementen bestehen.
Grob- und Feinschutz ergänzen sich
In der Regel liegen Grob- und Feinschutzelemente über ein Entkoppelungsglied parallel, um den über das Feinschutzelement fließenden Störstrom auf das Grobschutzelement zu kommutieren, wenn ein energiereicher Impuls einläuft. Die sorgfältige Abstimmung von Grob- und Feinschutzelement zusammen mit dem Entkoppelungsglied ist eine der wichtigsten Aufgaben des Herstellers von Schutzbausteinen.
Nun ist Rechnernetz nicht gleich Rechnernetz. Art und Ausführung der Schnittstellen können sehr unterschiedlich sein, desgleichen die Leitungen zwischen den Endeinrichtungen beiderseits der Schnittstelle.
Unterschiede können auch in den physikalischen Eigenschaften der Schnittstellenleitungen beziehungsweise in den Signalpegeln oder Übertragungsraten auftreten. Große Bedeutung haben beispielsweise im Datenverkehr die seriellen Schnittstellen für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen erlangt:
- Die 20-mA-Stromschleife mit einer typischen Leitungslänge von 300 Metern und einer Übertragungsgeschwindigkeit von 110 bis 300 Baud.
- die V.24-Schnittstelle RS-232-C für Leitungslängen um 20 Meter und
Übertragungsgeschwindigkeiten von 19,2 Baud.
- Die V.11-Schnittstelle RS-422-A für Leitungslängen von einem Meter bis zu zehn Kilometern bei Übertragungsgeschwindigkeiten von 10 Megabaud bis 100 Kilobaud.
Ehe man solch einen Baustein einsetzt, müssen über die Schnittstellenkonfiguration Informationen eingeholt werden, denn die Bausteine sind für die unterschiedlichen Systeme speziell konzipiert.
Sicherheit durch Feinabstimmung
Aber die Kenntnis der Schnittstellenart reicht für den Einsatz eines optimalen Überspannungsschutzbausteines noch nicht aus. So sind beispielsweise bei der V.24-Schnittstelle 25 Leitungen definiert, nur zwei davon sind jedoch Datenleitungen. Hersteller wählen oft verschiedene Leitungsuntermengen, das heißt: diese Minimalkonfiguration mit zusätzlichen Steuerleitungen. Ferner gibt es für diverse Schnittstellen auch D-Sub-Anschlußstecker mit anderer Stiftzahl.
Phoenix-Überspannungsschutzbausteine Datatrab sind als Adapter konzipiert und können problemlos in Datenübertragungsleitungen eingefügt werden. Sie sind auf die einzelnen Schnittstellen abgestimmt und in unterschiedlichen Versionen für die Minimalkonfiguration und für erweiterte Systeme erhältlich.
Für die 2-Draht-Leitungen können als Schutz je nach Ausführung entweder Überspannungsschutzbausteine mit Klemmanschlüssen oder mit
Twinax-Anschluß (IBM-Systeme) verwendet werden. Zum Schutz der koaxialen Datenübertragungsstrecke (Ethernet) sind Überspannungsschutzadapter mit BNC-Anschluß vorgesehen. Sämtliche Adapterbausteine sind in einem eigens hierfür konzipierten tragbaren Tester auf ihre Funktionen hin überprüfbar.
Das Phoenix-Konzept für hohe Übertragungsraten
Das Phoenix-Konzept für Überspannungsschutzbausteine trägt den oftmals hohen Übertragungsraten bis in den Megabaud-Bereich Rechnung. Alle genannten Bausteine sind am wirkungsvollsten, wenn sie unmittelbar vor dem Rechner (oder fein peripheren Gerät angeschlossen werden.) Überspannungsschutzbausteine gibt es auch für Einbau-Anschlußdosen. Ganz gleich, oft der Anschluß der Datengeräte über BNC, D-Sub-Miniatur oder ADo8-Steckverbinder erfolgt.
Bei allen Datengeräten darf nicht vergessen werden, daß die Überspannung auch über die Netzversorgung in das Gerät einlaufen und zerstörerisch wirken kann. Der Schutz der Netzseite, ausgehend vom Blitzstrom-ableitfähigen Ventilableiter in der Gebäudeeinspeisung bis hin zur Netzsteckdose mit integrierten Überspannungsschutzkomponenten, ist somit in die Schutzkonzeption einer Datenverarbeitungsanlage miteinzubeziehen. Unmittelbar nach der Gebäudeeinspeisung kann der Überspannungsschutz vom Netzschutz-Baustein Powertrab übernommen werden, im Rechnerraum dagegen von dem Steckdosenzwischenadapter Maintrab oder dem UP-Steckdosenschutz Sockettrab. Wichtig ist, daß alle Überspannungsschutzgeräte für die Netzversorgung selbstüberwachend konzipiert sind.