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DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE

Einführungsbeitrag

Die Infrarot-Technik findet heute verbreitete Anwendung bei vielen Produkten. Nicht nur bei Fernbedienungen oder drahtlosen PC-Datenschnittstellen, sondern auch auf weniger bekannten Einsatzgebieten wie bei Video-Überwachungseinrichtungen oder Konferenzsystemen finden wir Infrarot in Funktion.
Damit steht die IR-Anwendung natürlich in Konkurrenz zur Funkübertragung, wie Bluetooth. Der gravierende Unterschied hierzu ist auch gleichzeitig ein Vorteil für IR-gestützte Produkte: Wie Licht wird die Ausbreitung von IR-Strahlung durch lokale Hindernisse wie Wände und Mauern aus nicht durchscheinenden Materialien begrenzt. Dadurch wird bei solchen räumlich limitierten Anwendungen automatisch die gegenseitige Störung von IR-gestützten Funktionen unterbunden, was bei Funk durch andere entwicklungstechnische Vorkehrungen erreicht werden muss.
Natürlich können bei Paralleleinsätzen von IR-Produkten im gleichen Raum gegenseitige Beeinflussungen auftreten. Um diese möglichen Störungen besser in den Griff zu bekommen, wurden in der Internationalen Norm IEC 61920 zunächst die physikalischen Parameter definiert, die die Infrarot-Übertragung bestimmen. Des Weiteren sind - ähnlich wie bei der Funkübertragung - die Eckwerte festgelegt worden, die zur Abgrenzung des Wirkungskreises von IR herangezogen werden können.
Wurde in der 1. Ausgabe von IEC 61920 lediglich die Senderseite beschrieben, ist jetzt in der 2. Ausgabe auch die Empfangsseite mit einbezogen worden, weil sich bei den IR-Empfängern in den letzten Jahren die Möglichkeit von Selektionsmechanismen auf Infrarotbasis eröffnet hat. Konnten früher die Empfänger nur über die gesamte IR-Bandbreite (etwa 800 bis 1 200 nm) generell IR-Strahlung detektieren, so ist es heute möglich, bereits strahlungsbasiert gewisse Bandbreiten auszufiltern. Damit ist es möglich, unerwünschte IR-Quellen (z. B. von Lichtquellen erzeugt), die ihre Hauptenergie in Bandbreiten von 800 bis 950 nm abgeben, optisch auszublenden. Dabei wird der IR-Empfänger so hergestellt, dass er z. B. IR-Strahlung nur im Bereich von 1 000 bis 1 250 nm "sieht".
Diese neue Technik erfordert es natürlich, dass in der Norm die Parameter sowohl auf Sender- als auch auf Empfängerseite beschrieben werden, um somit den IR-Einsatz zu optimieren und möglichst störungsfrei zu gestalten. Diese dualen Definitionen werden auf den Funktionsfaktoren wie wirksame IR-Bandbreite, elektrische Trägerfrequenz (Modulationsfrequenz), Strahlungsintensität (Sender) bzw. Sensitivität (Empfänger) sowie Abstrahl- bzw. Eingangswinkel vorgenommen. Die Bewertung der zeitlichen Nutzung der IR-Strecke betrifft natürlich Sender und Empfänger gleichermaßen und bietet eigentlich nur eine Störunterdrückung durch Verwendung von IR-Produkten zu unterschiedlichen Zeitslots.
Wie beim Funk gibt es jedoch bei IR-Anwendungen keine fest definierten Wirkungsbereiche. Reflexionen oder Dämpfung durch Gegenstände im Umfeld, auch der lokal flexible Einsatz von IR-Sendern und -Empfängern beeinflussen die Ausbreitung von IR-Strahlung nichtlinear. Deshalb ist es unerlässlich, im Rahmen der Internationalen Norm IEC 61920, auch im Falle solcher lokalen Besonderheiten Mechanismen zu definieren, die Lösungsansätze zum störungsfreien Betrieb für die Anwender aufzeigen - und sei es, wenn hierbei eine Applikation nicht mit IR realisiert werden kann. Wichtig ist, Fehlfunktionen bzw. Störpotenziale im Vorfeld zu erkennen und zu vermeiden.
Bei dieser Thematik wurde davon ausgegangen, dass nicht alle IR-Anwendungen auch gleichzeitig am selben Ort eingesetzt werden. Deshalb wurden den IR-Produktgruppen wie individuelle Steuereinheiten (Fernbedienungen usw.), Festinstallationen in der Haustechnik, Audio-/Video-Technik, Konferenztechnologie, Verkehrsmanagement, Beleuchtung und Datenübertragungseinrichtungen verschiedene Einsatzlokalitäten gegenübergestellt. Den Einsatzorten Wohnbereich, Büro, Industrieanlagen, Medizinbereich, Konferenzzentren (inklusive Museen usw.) und Verkehr wurden die Produktgruppen in ihrer Priorität zugeordnet, um mit dieser Entscheidungshilfe in Verbindung mit dem in der Norm eingeführten λ/f-Diagramm bei identischen IR-Parametern eine störungsfreie Lösung zu finden.
Grundlage dieser Vorgehensweise ist natürlich, dass jedes IR-Produkt in den technischen Unterlagen die IR-Parameter nach Normvorgabe ausweist. Bei Anwendungen im Wohnbereich können verständlicherweise prophylaktische Maßnahmen nicht greifen, weil sie sich einer Projektplanung entziehen. Für diesen Fall wird in der Norm die Kennzeichnung auf der Produktverpackung vorgesehen, die den Privatkäufer darauf hinweist, beim sich Fachhändler über die Konsequenzen beim Kauf des IR-Produktes zu informieren.
Die 2. Ausgabe von IEC 61920 stellt in diesem Umfang eine generelle Basis für den Einsatz von IR dar, sowohl hinsichtlich ortsgleichen Einsatzes verschiedener IR-Produkte als auch der Vermeidung von Störungen durch IR-Strahlung, die nicht durch IR-Übertragungseinrichtungen hervorgerufen wurden. Die Betrachtung des Gefährdungspotenzials durch IR-Einsatz wird in dieser Norm nicht behandelt (s. hierzu die Normenreihe IEC 60825).
IEC 61920 wird in der Europäischen Union als 2. Ausgabe von EN 61920 bzw. in Deutschland als 2. Ausgabe von DIN EN 61920 veröffentlicht werden.