Sternvierer

Ein Sternvierer ist eine Verseilform, bei der vier Adern gemeinsam um eine Achse verdrillt werden. Die beiden Leitungspaare entstehen dabei nicht aus benachbarten, sondern aus diagonal gegenüberliegenden Adern.

Aufbau

Im Querschnitt liegen die vier Adern auf den Ecken eines Quadrats. Zusammengehörig sind jeweils die beiden, die sich gegenüberstehen:

   1     2        Paar a: Adern 1 und 3
                  Paar b: Adern 2 und 4
   4     3

Dieser Verbund wird als Ganzes verdrillt. Ein Kabel besteht dann aus mehreren solchen Vierern, die in Lagen oder Bündeln um die Kabelachse verseilt sind — die Zählung erfolgt entsprechend nach Vierern, nicht nach Paaren.

Warum vier Adern statt zwei Paare

Der Grund ist Platz. Ein Sternvierer braucht weniger Querschnitt als zwei einzeln verdrillte Paare, weil sich die vier Adern einen gemeinsamen Verseilverbund teilen. Bei Kabeln mit hunderten Adern schlägt das auf den Außendurchmesser durch, und der entscheidet darüber, was in ein Rohr passt.

Dazu kommt die Symmetrie: Weil die beiden Adern eines Paares immer genau gegenüberliegen, ist ihr Abstand zu jeder Störquelle gleich. Eine von außen einstreuende Spannung trifft beide gleichermaaßen und hebt sich in der Differenz auf. Für niedrige Frequenzen ist das eine sehr gute Anordnung.

Der Phantomkreis

Aus der diagonalen Paarbildung folgt eine Eigenschaft, die in der Fernsprechtechnik gezielt genutzt wurde: Über die beiden Paare eines Vierers ließ sich ein dritter Übertragungsweg führen.

Dazu wurden beide Adern eines Paares gemeinsam als ein Pol verwendet und beide Adern des anderen Paares als der andere. Ein Vierer trug damit drei Gespräche statt zwei — bei knappen Kabelkapazitäten ein erheblicher Gewinn. Der Weg hieß Phantomkreis und funktionierte nur, weil die Anordnung so symmetrisch ist.

In heutigen Netzen kommt das nicht mehr vor, erklärt aber, warum die Verseilform in der Fernmeldetechnik so verbreitet war.

Wo er heute vorkommt

In Fernmelde- und Installationskabeln. Orts- und Hauskabel der Fernsprechtechnik sind überwiegend in Vierern aufgebaut, ebenso die klassischen Installationskabel für Telefonie und Signaltechnik.

In Mikrofonleitungen. Hier ist die Anordnung unter dem Namen Starquad gelufig und wird aus genau dem Symmetriegrund eingesetzt: Zwei gegenüberliegende Adern werden parallel geschaltet und bilden zusammen einen Leiter. Gegen magnetische Einstreuung — etwa Netzbrummen aus einem Transformator — ist diese Bauform deutlich unempfindlicher als eine gewöhnliche verdrillte Zweiadrige.

In Signal- und Steuerleitungen mit niedrigen Frequenzen und hoher Störbelastung, etwa in Industrieumgebungen.

Die Grenze bei hohen Frequenzen

Was bei niedrigen Frequenzen ein Vorteil ist, wird bei hohen zum Problem. Die beiden Paare eines Vierers liegen so dicht zusammen und folgen demselben Verseilschlag, dass sie sich gegenseitig beeinflussen — das Übersprechen zwischen ihnen ist höher als zwischen zwei getrennt verdrillten Paaren.

Gegen Übersprechen hilft bei verdrillten Paaren vor allem, ihnen unterschiedliche Schlaglängen zu geben, damit sich die Einstreuungen nicht aufaddieren. Innerhalb eines Sternvierers ist das bauartbedingt nicht möglich: Beide Paare teilen denselben Schlag.

Deshalb sind Datenkabel der höheren Kategorien nicht als Sternvierer aufgebaut, sondern aus vier einzeln verdrillten Paaren mit jeweils eigener Schlaglänge.

Was bei der Montage zu beachten ist

Die Paarzuordnung ist nicht sichtbar. Wer nach Augenmaß benachbarte Adern zu einem Paar zusammenfasst, erzeugt zwei Leitungen, die sich gegenseitig stören — derselbe Effekt wie ein aufgeteiltes Paar bei verdrillten Kabeln, nur hier mit der Verseilform als Ursache. Maßgeblich ist die Adernfarbe, nicht die Lage im Bündel.

Die Zählweise unterscheidet sich. Eine Angabe wie „20 Vierer“ bedeutet 40 Paare und 80 Adern. Verwechslungen mit einer Paarangabe führen zur Bestellung des halben oder doppelten Kabels.

Abgrenzung

Die Dieselhorst-Martin-Verseilung ist die andere Vierer-Bauform: Dort werden zwei fertig verdrillte Paare miteinander verseilt. Sie braucht mehr Platz, hat aber das bessere Übersprechverhalten, weil jedes Paar seinen eigenen Schlag behält.

Die Paarverseilung fasst je zwei Adern zusammen und ist die Bauform heutiger Datenkabel.

Die Schlaglänge ist die Größe, deren Variation beim Sternvierer entfällt.

Ein aufgeteiltes Paar ist der Montagefehler, der bei falsch zugeordneten Adern dasselbe Fehlerbild erzeugt.

Quellen

• IEC 61156: Multicore, symmetrical pair/quad cables for digital communications
• DIN VDE 0816: Außenkabel für Fernmelde- und Informationsverarbeitungsanlagen
• IEC 60096: Radio-frequency cables