Verfahren sowie Messanordnung zur Erfassung eines elektromagnetischen Störeinflusses auf einen Leitungskern einer elektrischen Leitung Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Messanordnung zur Erfassung ei- nes elektromagnetischen Störeinflusses auf einen Leitungskern einer elektrischen Leitung.

Es ist bekannt, dass die Übertragungsqualität einer elektrischen Leitung, insbe- sondere einer elektrischen Datenleitung, durch elektromagnetische Störeinflüsse beeinträchtigt werden kann. Bei den elektromagnetischen Störeinflüssen handelt es sich beispielsweise um elektromagnetische Interferenzen mit externen Stör- quellen (Electro Magnetic Interferenc, EMI). Daneben können die elektromagneti- schen Störeinflüsse aber auch durch interne Störungen innerhalb der Leitung selbst hervorgerufen werden. Ein Beispiel hierfür ist das sogenannte Nebenspre- chen (cross talk), bei dem durch induktive und / oder kapazitive Kopplung zwi- schen zwei benachbarten Leitungspaaren ein Signal von dem einen Leitungspaar in das andere Leitungspaar eingekoppelt wird. Störeinflüsse können darüber hinaus auch von einander benachbarten Leitungen oder Kabeln herrühren. Auch hier besteht die Möglichkeit einer Kopplung zwi- schen den benachbarten Leitungen/Kabeln. In diesem Fall folgt also ebenfalls ein Nebensprechen, welches als Fremd-Nebensprechen oder Fremd-Übersprechen (alien cross talk) bezeichnet wird.

Derartige Störeinflüsse machen sich beispielsweise durch ein Art Rauschen be- merkbar, welches das eigentliche über den Leitungskern übertragene Datensignal überlagert. Speziell bei schwachen Signalen kann dies zur Störung der Übertra- gung, also zu einer Verschlechterung der Übertragungsqualität führen, was sich auch in dem Verlust von Informationen niederschlagen kann. Dies führt auf Emp- fängerseite teilweise zu unerwünschten Artefakten bis hin zu einem Ausfall. Spe- ziell bei sicherheitskritischen Systemen ist dies zu vermeiden.

Üblicherweise werden elektrische Leitungen, insbesondere Datenleitungen spezi- ell konzipiert, um derartige Störeinflüsse zu minimieren. Hierzu sind beispielswei- se Verseilungen von Adernpaaren und insbesondere elektrische Schirmungen vorgesehen. Dennoch kann es zu Störeinflüssen insbesondere aufgrund von ex- fernen Störquellen kommen.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, elektromagnetische Störeinflüsse zu erfassen, die auf einen Leitungskern einer elektrischen Leitung, insbesondere einer Datenleitung einwirken.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zur Erfassung eines elektromagnetischen Störeinflusses auf einen Leitungskern einer elektri- schen Leitung, wobei der Leitungskern ein als (Empfangs-)Antenne für die Stör- einflüsse ausgebildetes Leitungselement aufweist und ein aufgrund des Störein- flusses in das Leitungselement eingekoppeltes Störsignal erfasst und ausgewertet wird. Bei der Empfangsantenne handelt es sich dabei insbesondere um ein soge- nanntes passives Element, in welches der elektromagnetische Störeinfluss, also insbesondere elektromagnetische Wechselfelder, die von einer Störquelle herrüh- ren, eingekoppelt werden. Hierdurch wird in der Empfangsantenne ein Störsignal generiert, welches erfasst und ausgewertet werden kann. Aktiv wird an die Anten- ne zur Erfassung des Störsignals keine Spannung angelegt und es erfolgt auch sonst keine aktive Einkopplung einer Spannung / eines Stroms oder eines Signals in die Antenne. Der Leitungskern selbst weist - vorzugsweise zusätzlich zu dem als Antenne aus- gebildeten Leitungselement - zumindest ein (weiteres) Leitungselement auf, ins- besondere eine Vielzahl von (weiteren) Leitungselementen. Bei dem zumindest einen (weiteren) Leitungselement handelt es sich dabei spezi- ell um eine elektrische Ader oder auch ein Adernpaar. Unter einer Ader wird all- gemein ein elektrischer Leiter verstanden, welcher von einem Isolationsmantel umgeben ist. Diese weiteren Leitungselemente dienen vorzugsweise zur Daten- Übertragung und/ oder auch zur Leistungsübertragung.

Der Leitungskern ist in der Regel von einem Außenmantel aus einem Isolierwerk- stoff umgeben. Bei einigen Ausführungsvarianten ist der Leitungskern von einer Schirmung umgeben, die auch als Gesamtschirm bezeichnet wird. Dieser ist typi- scherweise zwischen dem Leitungskern und dem Außenmantel angeordnet.

Durch die Integration der (passiven) Empfangsantenne ist in einfacher Weise die Erfassung des auf den Leitungskern einwirkenden Störeinflusses ermöglicht. Durch dessen Auswertung besteht dann die Möglichkeit, die Störeinflüsse bei der eigentlichen Übertragungsfunktion der elektrischen Leitung zu berücksichtigen und beispielsweise die Übertragungsqualität selbst oder auch die Erfassung von übertragenen Signalen zu verbessern.

Bei dem als Empfangsantenne ausgebildeten Leitungselement handelt es sich entweder um einen blanken, nicht isolierten Leiter und vorzugsweise um eine Ader. Insbesondere handelt es sich um eine ungeschirmte Ader.

Das als Antenne ausgebildete Leitungselement erstreckt sich hierbei insbesonde- re über die gesamte Länge des Leitungskerns. Gemäß einer ersten Ausführungs- Variante verläuft es parallel zu einer Leitungslängsrichtung und ist beispielsweise als ein Zentralelement ausgeführt, das entlang einer Mittenachse der Leitung ver- läuft. Alternativ hierzu ist die Antenne als eine Art Schlaufe ausgebildet. Hierzu weist die Antenne beispielsweise zwei innerhalb des Leitungskerns verlaufende Elemente, beispielsweise zwei Adern auf, die beispielsweise an einem Leitungs- oder Aderende miteinander elektrisch leitend verbunden sind. In einer weiteren alternativen Ausgestaltung verläuft die Antenne, also der Leiter oder die Ader, in- nerhalb des Leitungskerns wendelförmig und ist beispielsweise um ein oder meh- rere weitere Leitungselemente des Übertragungskerns gewickelt. In einer Ausfüh- rungsvariante ist die Antenne durch ein Adernpaar gebildet, welches an der Aus- werteeinheit angeschlossen ist.

Die Messung des Störsignals erfolgt allgemein gegenüber einem Bezugspotenzial, welches beispielsweise das Massepotenzial ist. Das die Auswerteeinheit bzw. Empfangseinheit gegenüberliegende Ende der Antenne (Ader) kann irgendwie angepasst, kurzgeschlossen oder offen sein. Bevorzugt wird jedoch insbesondere ein offenes Ende oder auch ein kurzgeschlossenes Ende verwendet, da hierdurch eine Verstärkung des Störsignals infolge einer Reflexion erfolgt.

In bevorzugter Ausgestaltung ist der Leitungskern insgesamt von mindestens ei- ner Schirmung umgeben, weist also mindestens einen Gesamtschirm auf.

Grundsätzlich wird über die in den Leitungskern integrierte Antenne sowohl ein interner als auch ein externer Störeinfluss erfasst. Unter internem Störeinfluss wird ein Einfluss verstanden, der durch innerhalb des Leitungskerns auftretende elektromagnetische Störungen hervorgerufen wird, wie beispielsweise das Ne- bensprechen. Externe Störeinflüsse resultieren demgegenüber von externen Störquellen, die außerhalb des Leitungskerns und der Leitung angeordnet sind. Auch bei einer mit der Schirmung (Gesamtschirm) versehenen Leitung wird in be- vorzugter Ausgestaltung über die Antenne ein derartiger externer Störeinfluss er- mittelt sowie vorzugsweise auch eine externe Störquelle identifiziert.

In bevorzugter Ausgestaltung ist das Verfahren dabei in erster Linie darauf ausge- legt, derartige externe Störeinflüsse zu detektieren, welche ihren Ursprung in einer Störquelle außerhalb der Leitung haben und in die Leitung eindringen (diese also beeinflussen). Bei der Störquelle handelt es sich beispielsweise um elektrische Komponenten, wie zum Beispiel ein Motor, ein Konverter oder eine (Hochspan- nungs-)Leitung zur Leistungsübertragung, welche elektromagnetische Störfelder generieren, die auf die Leitung Einfluss nehmen. Eine externe Störquelle kann daneben auch ein externes Kabel oder eine externe Leitung sein, wobei es sich bei dem externen Störeinfluss insbesondere um das Fremd-Nebensprechen han- delt. Zur Auswertung des Störsignals wird dieses im Hinblick auf seine Eigenschaften- ausgewertet. Dies betrifft zumindest eine, vorzugsweise alle der nachfolgenden Größen, nämlich Amplitude, Frequenzspektrum und/oder Zeitverlauf. Vorzugswei- se wird der vollständige Signalverlauf des Störsignals ausgewertet. Sofern vorlie- gend von Eigenschaften gesprochen wird, wird hierunter neben der Existenz des Störsignals auch die qualitative oder quantitative Auswertung des Störsignals im Hinblick auf zumindest einen Signalparameter verstanden. Aus diesen Eigenschaften des Störsignals lassen sich dann Rückschlüsse bei spielsweise auf die Störquelle ziehen. Gleichzeitig besteht durch die genaue Kenntnis des Störsignals die Möglichkeit, dieses zielgerichtet beim Empfan- gen/Auswerten eines Übertragungssignals, welches über die elektrische Leitung übertragen wird, zu berücksichtigen und dadurch die Empfangs- oder die Übertra- gungsqualität zu erhöhen.

Zweckdienlicherweise werden anhand des Störsignals insbesondere Informatio- nen über die den Störeinfluss verursachende Störquelle abgeleitet. Hierunter wird zum einen die Existenz einer externen Störquelle verstanden. Weiterhin wird auf- grund der im Störsignal enthaltenen Informationen vorzugsweise auch auf die Art der Störquelle und/oder die Stärke der Störquelle zurückgeschlossen. Unter Art der Störquelle wird dabei eine Identifizierung der Art oder des Typs der Störquelle verstanden, wie beispielsweise die Unterscheidung zwischen unterschiedlichen Arten von elektrischen Komponenten wie Motor, Hochspannungsleitung oder sonstige Datenleitung.

In bevorzugter Weiterbildung werden aus dem Störsignal spektrale Informationen insbesondere als Hinweise auf die Störquelle bzw. als charakteristische Merkmale für die Störquelle extrahiert. Hierzu wird beispielsweise eine Frequenzanalyse des Störsignals vorgenommen. Als Auswerteeinheit oder Messgerät zur Auswertung des Störsignals werden hierbei beispielsweise Messgeräte und Messverfahren auf Frequenzbasis herangezogen. Alternativ zu Messgeräten auf Frequenzbasis werden zeitbasierte Messverfahren und entsprechende Messgeräte eingesetzt, wie beispielsweise ein TDR/TDT- Verfahren (Time Domain Reflectometry/ Time Domain Transmission). Vorzugs- weise wird ein Verfahren eingesetzt, basierend auf einem Verfahren, wie es in der WO 2018/086949 A1 beschrieben ist, welches als VVTT-Verfahren bezeichnet ist. Bei diesem handelt es sich um ein spannungsdiskretes Zeitmessverfahren, wel- ches nachfolgend noch näher beschrieben wird

Bei derartigen Zeitmessverfahren werden beispielsweise die sogenannten Level- Crossing-Rates (LCRs) ermittelt, welche wiederum einen Rückschluss auf die spektrale Zusammensetzung, also die Frequenzanteile des Störsignals, erlauben. Ein Beispiel für die Berechnung und Auswertung hierzu ist zu entnehmen aus „Spectral Analyses and Discrimination by Zero-Crossings“, Benjamin Kedem, Proceedings of the IEEE, vol. 74, no. 11 , November 1986.

Anhand der Spektralanalyse werden allgemein beispielsweise Aussagen über die Art der Störquelle abgeleitet. Hierbei wird ausgenutzt, dass spezielle elektrische Komponenten/Geräte ein spezifisches Frequenzmuster als Störeinfluss abgeben. Wie bereits erwähnt, dient die elektrische Leitung insbesondere zur Übertragung von Datensignalen, die an einem ersten Ende von einer Sendeeinheit eingespeist und an einem zweiten Ende von einer Empfangseinheit empfangen werden. Die Datensignale werden wahlweise in den Leitungskern eingespeist, welcher die An- tenne definiert oder in ein separates Daten-Leitungselement. Durch die Störein- flüsse wird die Übertragungsqualität solcher Datensignale beeinflusst. Bei den Datensignalen handelt es sich insbesondere um hochfrequente Datensignale mit einer Frequenz größer ein Megahertz. Bevorzugt liegt die Frequenz im ein-, zwei- oder auch dreistelligen Megahertz-Bereich.

Gemäß einer Ausführungsvariante wird das ermittelte Störsignal auf der Emp- fangsseite der Datensignale berücksichtigt, und zwar entweder unmittelbar beim Empfangen und Identifizieren des Datensignals als solches und/oder bei der Aus- wertung des Datensignals. Das Störsignal ist allgemein dem eigentlichen Datensignal (Nutzsignal) nach Art eines Rauschens überlagert, sodass also die Signalamplitude des gesamten über- lagerten Signals im Vergleich zum reinen Datensignal typischerweise erhöht ist. Zur Auswertung des Datensignals wird das Datensignal beispielsweise aus dem empfangenen Gesamtsignal extrahiert, beispielsweise durch Subtraktion des Störsignals vom empfangenen Gesamtsignal.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird das empfangene Störsignal mit einer 180° Phasendrehung ggf. verstärkt und wieder in das Leitungselement

eingekoppelt, über das das Datensignal übertragen wird. Durch diese Maßnahme wird das Störsignal, welches in das Daten-Leitungselement eingekoppelt wird und einem Nutz-Datensignal überlagert ist, zumindest teilweise im Sinne einer Noise cancellation im Datensignal reduziert. Die Einkopplung erfolgt dabei beispielswei- se mit Hilfe der Auswerteeinheit also derart, dass das eigentliche Störsignal und das erfasste, wieder eingekoppelte Störsignal um 180° phasenversetzt zueinander sind. Bei dem Daten-Leitungselement handelt es sich vorzugsweise um ein zu- sätzliches Leitungselement (beispielsweise Ader oder auch Adernpaar, insbeson- dere ungeschirmt), das neben der Antenne in der Leitung insbesondere parallel zur Antenne verlaufend angeordnet ist.

Einige Messverfahren bauen darauf auf, dass ein vorgegebener Schwellwert für die Signalamplitude (Spannungspegel) als Auslöseschwelle überschritten wird. Speziell ist hierzu das zuvor genannte spannungsdiskrete Zeitmessverfahren zu nennen. Da das Störsignal die Signalamplitude (den Signalpegel) erhöht, kann dies zu einer Verfälschung der Auslöseschwelle und damit zu einer Verfälschung bei der Signalerfassung führen. Eventuell erforderliche Schwellwerte bei derarti- gen Messverfahren werden daher unter Berücksichtigung des Störsignal-Pegels entsprechend angepasst. Das heißt, allgemein wird das störbedingte Rauschen, beispielsweise ein zeitlicher Mittelwert, für die Festlegung des Schwellwerts be- rücksichtig, beispielsweise auf einen (ohne Störsignal) gewünschten Soll- Schwellwert aufaddiert. Bei dem hier beschriebenen Verfahren steht allgemein jedoch die Identifizierung und Auswertung des Störsignals und ggf. Identifizierung möglicher Störquellen im Vordergrund. Eine Optimierung der Datensignale (Nutzsignale) nach einer Art Noise Cancelation ist dagegen weniger relevant und in einer bevorzugten Variante nicht vorgesehen. Die Auswertung des Störsignals dient daher in dieser bevorzug- ten Variante ausschließlich zur Identifizierung und ggf. Überprüfung der Störquel- len / der Leitung.

In zweckdienlicher Ausgestaltung wird dabei das Störsignal in zeitlich wiederkeh- renden Messungen erfasst und auf Änderungen überprüft. Dies erfolgt vorzugs- weise im Rahmen eines sogenannten Condition-Monitorings, sodass also die Funktionsfähigkeit beispielsweise der elektrischen Leitung selbst oder ggf. auch von weiteren Komponenten im Zeitverlauf überwacht wird. Sofern vorliegend von zeitlich wiederkehrenden Messungen gesprochen wird, so wird hierunter verstan- den, dass der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Erfassungen / Aus- wertungen der Störsignale zumindest mehrere Minuten, vorzugsweise mehrere Stunden, weiter vorzugsweise mehrere Tage und weiter vorzugsweise mehrere Wochen beträgt. Vorzugsweise erfolgt das Erfassen / Auswerten des Störsignals in periodischen Zeitabständen.

Auf Basis der Änderungen werden dann zweckdienlicherweise Rückschlüsse auf Änderungen der Störquellen oder auch der Leitung selbst gezogen. Eine starke Zunahme des Störeinflusses einer zuvor identifizierten externen Störquelle, wie zum Beispiel ein Motor, weist beispielsweise darauf hin, dass der Motor, allgemein die elektrische Komponente, schadhaft sein kann und sich beispielsweise ihrem Lebensdauerende nähert, sodass ein Austausch angezeigt ist. Weiterhin deutet beispielsweise ein erhöhter Signalpegel des Störsignals darauf hin, dass die Lei- tung selbst, speziell die Abschirmung, einen Defekt aufweist. Dies ist insbesonde- re interessant bei dynamisch belasteten Leitungen, um frühzeitig eine Schädigung der Leitung erkennen zu können. Vorzugsweise wird in den Fällen, bei denen eine Änderung ermittelt wird, die einen zuverlässigen Toleranzbereich übersteigt, eine Fehlermeldung abgegeben. Vorzugsweise wird durch das Condition Monitoring auch überwacht, ob z. B. neue Störquellen hinzugekommen sind. Zur Erfassung des Störsignals werden allgemein an dem Leitungselement, also an der Antenne anliegende Spannungspegel entweder im Frequenzraum, vor- zugsweise jedoch im Zeitraum, also im zeitlichen Verlauf, erfasst. Wie zuvor er- wähnt, wird hierbei insbesondere ein spannungsdiskretes Zeitmessverfahren ba- sierend auf dem in der WO 2018/086949 A1 beschriebenen Verfahren verwendet:

Die Auswerteeinheit bzw. Empfangseinheit zur Erfassung des Störsignals umfasst hierbei einen Komparator, über den ein einstellbarer Schwellwert für einen Span- nungspegel vorgegeben wird. Wird dieser überschritten, wird ein binäres Signal, also ein Signalimpuls vom Komparator erzeugt. Weiterhin wird eine Zeitdauer von einem Startzeitpunkt bis zur Über-/Unterschreitung der Referenzspannung

(Schwellwert) bestimmt. Die Zeit und der Schwellwert bilden ein Wertepaar. Der vorgegebene Schwellwert wird anschließend sukzessive variiert, insbesondere erhöht, und es werden sukzessive im Rahmen von vielen Einzelmessungen je- weils Wertepaare bestehend aus der Zeitdauer zwischen dem Startzeitpunkt und der Überschreitung des jeweiligen Schwellwerts erfasst. Aus diesen Wertepaaren wird letztendlich die Höhe und Art des Störsignales ermittelt. Gemäß einer ersten Variante wird als Zeitdauer eine mittlere Zeitdauer über eine Mehrzahl von Einzelmessungen mit dem gleichen Schwellwert herangezogen. Der Startzeitpunkt ist dabei nicht fest definiert sondern willkürlich. Durch die Mittelung über mehrere Einzelmessungen wird also eine für das Signal charakteristische mittlere Zeitdauer ermittelt, die zu einer Frequenz des Signals korreliert, so dass aus der mittleren Zeitdauer eine Information über die Frequenz erhalten wird. Bei einem Sinussignal würde die mittlere Zeit bis zur Über- oder Unterschreitung eines Spannungswertes etwa 1/(2*f) betragen, wobei f die Frequenz ist. Bei einem ver- rauschten Signal mit einzelnen Peaks ergibt sich eine charakteristische mittlere Zeitdauer in Abhängigkeit der Spannung (über den Spannungsschwellwert gege- ben, welcher variiert wird). Durch den Spannungsschwellwert ist allgemein zusätz- lich noch eine Amplitudeninformation enthalten. Aus diesen Informationen (Wer- tepaare gebildet aus Amplitude sowie zugehörige Zeitdauer / Frequenz) lassen sich dann Rückschlüsse auf die Art der Störung ziehen. Gemäß einer zweiten Variante wird als Startzeitpunkt ein Überschreiten des Spannungsschwellwerts gewählt, d.h. als Zeitdauer wird die Zeit ab Überschreiten des Spannungsschwellwerts bis zur nächsten Überschreitung des Spannungs- schwellwerts herangezogen. Die gemessene Zeit zwischen den Über- oder Unter- schreitungen des Spannungsschwellwerts entspricht bei einem periodischen Sig nal der Periode T und damit der reziproken Frequenz 1/f. Diese Variante ist inso- fern von Vorteil, als die Zahl der Einzelmessungen geringer ist als bei der zuerst beschriebenen Variante.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin gelöst durch eine Messanordnung zur Erfassung eines elektromagnetischen Störeinflusses auf einen Leitungskern einer elektrischen Leitung, wobei der Leitungskern ein als eine Antenne für die Störeinflüsse ausgebildetes Leitungselement aufweist und weiterhin eine Auswer- teeinheit vorgesehen ist, die zur Erfassung und Auswertung eines in die Antenne aufgrund eines elektromagnetischen Störeinflusses eingekoppelten Störsignals ausgebildet ist.

Die im Hinblick auf das Verfahren angeführten Vorteile und bevorzugten Ausge- staltungen sind sinngemäß auch auf die Messanordnung zu übertragen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen in teilweise vereinfachten Darstellungen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Messanordnung mit einer Aus- werteeinheit und einer daran angeschlossenen elektrischen Leitung,

Fig. 2 eine Blockbilddarstellung der Messanordnung in einer beispielhaften

Ausführungsvariante,

Fig. 3 eine Querschnittsdarstellung einer beispielshaften zu überwachen- den elektrischen Leitung.

In den Figuren sind gleich wirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen verse- hen. Fig. 1 zeigt eine Messanordnung 2, die eine Auswerteeinheit 4 sowie eine daran angeschlossene zu überwachende elektrische Leitung 6 aufweist. Bei der Lei- tung 6 handelt es sich insbesondere um eine Datenleitung, die zur Übertragung von elektrischen Datensignalen D ausgebildet ist. Die Leitung 6 weist typischer- weise mehrere Leitungselemente auf, die vorzugsweise von einem gemeinsamen Isoliermantel umgeben sind. Über eine Sendeeinheit 8 werden im Betrieb bei Be- darf Datensignale D in die Leitung 6 eingespeist und an einem der Sendeeinheit 8 gegenüberliegenden Ende der Leitung 6 von einer Empfangseinheit 10 empfan- gen.

Die Empfangseinheit 10 und die Auswerteeinheit 4 sind im Ausführungsbeispiel in einer gemeinsamen Anschlusseinheit 12 integriert. Die Leitung 6 ist mit ihrem ei- nen Ende an der Anschlusseinheit 12 und mit ihrem anderen Ende an der Sende- einheit 8 angeschlossen. Hierfür ist beispielsweise zumindest an einem, vorzugs- weise an beiden Enden ein Steckverbinder 14 vorgesehen.

Die Leitung 6 ist allgemein elektromagnetischen Wechselfeldern ausgesetzt, wel- che elektromagnetische Störeinflüsse E für die Leitung 6 bilden. Diese Störein- flüsse E resultieren von einer Störquelle 16, die außerhalb der Leitung 6 angeord- net ist. Bei dieser handelt es sich insbesondere um eine elektrische Komponente, wie beispielsweise ein Elektromotor, eine Hochvolt-Komponente, wie eine Hoch- voltleitung oder sonstige elektrische Komponenten, die in ihrem Betrieb elektro- magnetische Wechselfelder erzeugen. Sofern vorliegend von Hochvolt gespro- chen wird, so werden hierunter Spannungsbereiche typischerweise von einigen 100 Volt bis 1.000 oder auch bis 1.500 Volt verstanden.

Die Leitung 6 ist insbesondere in einer Umgebung mit ein oder mehreren potenzi- ellen externen Störquellen 16 verlegt. Insbesondere ist die Leitung 6 innerhalb eines Fahrzeugs, speziell eines Kraftfahrzeugs verlegt. Beispielsweise handelt es sich um ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug. Alternativ ist die Leitung innerhalb einer Werkzeug- oder Produktionsmaschine oder in unmittelbarer Nähe solcher Ma- schinen verlegt. Der elektromagnetische Störeinfluss E kann zu einer Beeinträchtigung der Daten- übertragung führen. In die Leitung 6 ist ein als (Empfangs-) Antenne 18 für die Störeinflüsse E ausge- bildetes Leitungselement integriert. Durch Einkopplung des Störfelds in die Anten- ne 18 wird in dieser ein Störsignal S generiert, welches von der Auswerteeinheit 4 erfasst und ausgewertet wird. Gemäß einer ersten Variante erfolgt die Auswertung dahingehend, dass anhand des Störsignals S auf die Existenz einer Störquelle geschlossen wird, das heißt anhand des erfassten Störsignals S wird überprüft, ob eine externe Störquelle 16 vorliegt. Vorzugsweise wird durch die Auswertung des Störsignals S weiterhin auf die Art der Störquelle 16 geschlossen. Dies erfolgt beispielsweise durch eine Fre- quenzanalyse des Störsignals S. Störquellen 16, wie beispielsweise Elektromoto- ren, geben ein charakteristisches elektrisches Störfeld E ab, anhand dessen dann auf die Art der Störquelle, beispielsweise Elektromotor, zurückgeschlossen wer- den kann. Neben der Auswertung des Störsignals S im Hinblick auf eine Störquelle 16 wird alternativ oder ergänzend das ermittelte Störsignal S auch bei der Erfassung und Auswertung des Datensignals D berücksichtigt. Hierunter wird verstanden, dass das empfangene Datensignal D anhand der Informationen, die durch das Störsig- nal S erhalten werden, korrigiert wird. So wird beispielsweise das Störsignal S von dem von der Empfangseinheit 10 erfassten Gesamtsignal subtrahiert, um ein um das Störsignal S korrigierte Datensignal D zu extrahieren.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird das empfangene Störsignal mit einer 180° Phasendrehung ggf. verstärkt und wieder eingekoppelt, so dass das Störsig- nal im Sinne einer Noise cancellation zumindest reduziert wird. Hierzu ist bei spielsweise die Empfangseinheit 10 geeignet ausgebildet. In einer Ausführungsvariante ist eine Berücksichtigung des Störsignals S für die Erfassung und Auswertung des Datensignals nicht vorgesehen.

Gemäß einer weiteren Option wird alternativ oder ergänzend das Störsignal S auch im Hinblick auf eventuelle Schäden der Leitung 6 selbst überprüft, um bei spielsweise eine defekte Schirmung 20 (zur Schirmung 20 vgl. Fig. 3) feststellen zu können.

Im Rahmen eines Monitorings wird hierbei vorzugsweise in wiederkehrenden Zeit- abständen das Störsignal S erfasst und ausgewertet. Die ermittelten Störsignale S werden miteinander verglichen und bei einer Abweichung, die beispielsweise eine bestimmte Toleranzschwelle überschreitet, wird ein Fehlersignal ausgegeben. Ei- ne starke Zunahme eines Signalpegels des Störsignals S deutet beispielsweise auf eine Schädigung an der Schirmung 20 hin. Auch können charakteristische Änderungen des Störsignals S Hinweise für Defekte in den externen Störquellen 16 sein oder auf neue Störquellen hinweisen. Insofern ist hierdurch auch ein indi rektes Monitoring der Störquellen 16, wie beispielsweise elektrische Verbraucher oder sonstige elektrische Komponenten ermöglicht und vorgesehen. Grundsätzlich besteht neben der Erfassung und Auswertung von Störsignalen S die von externen Störquellen 16 herrühren, auch die Möglichkeit, Störsignale zu erfassen, die innerhalb der Leitung selbst generiert werden. Hier ist in erster Linie das sogenannte Nebensprechen innerhalb der Leitung 6 zwischen einzelnen Übertragungskanälen der Leitung 6 zu nennen. Speziell wird mittels der Auswer- teeinheit 4 anhand des Störsignals S beispielsweise infolge von einem solchen Nebensprechen auf eine aktuelle Datenübertragung zurückgeschlossen. Speziell kann daher erkannt werden, ob zum aktuellen Messzeitpunkt ein Datenverkehr innerhalb der Leitung 6 stattfindet, bzw. eine Messung wird nur dann durchgeführt, wenn kein Datenverkehr besteht.

Sofern vorliegend daher von einer Auswertung des Sensorsignals gesprochen wird, wird hierunter insbesondere verstanden a) die Detektion einer externen Störquelle 16 / eines externen Störeinflusses E (Störfeld) sowie vorzugsweise die Auswertung eines solchen Störeinflusses, beispielsweise die Auswertung des Störsignals im Hinblick auf dessen Ampli- tude, Frequenz und/oder Signalverlauf

und/oder

b) die Auswertung eines durch Nebensprechen eingekoppelten Störsignals im Hinblick auf dessen Amplitude, Frequenz und/oder Signalverlauf.

Eine Messung des Störsignals erfolgt wahlweise während einer Übertragungspau- se oder alternativ auch während einer Datenübertragung.

Zur Erfassung und Messung des Störsignals S weist die Leitung 6 eine Antenne 18 auf. Diese kann ergänzend auch als eine Sensorleitung 22 und/oder zur Über- tragung von Daten verwendet werden. Vorzugsweise wird die Antenne 18 lediglich zur Erfassung des Störsignals herangezogen. Eine zusätzliche Sensorleitung 22 ist beispielsweise in der Leitung 6 integriert. Speziell wenn die Sensorleitung 22 zugleich als Antenne 18 benutzt, so sind vorzugsweise zwei unterschiedliche Be- triebsarten vorgesehen: Zum einen ein Sensorbetrieb zur Erfassung einer Zu- standsgröße der Leitung 6 oder der Umgebung. Zum Anderen ein EMI-Betrieb zur Erfassung des Störsignals S.

Die Messanordnung 2 ist allgemein zur Durchführung lediglich des EMI-Betriebs oder zur Durchführung sowohl des EMI-Betriebs als auch des Sensorbetriebs ausgebildet. Ist die Messanordnung 2 lediglich zur Durchführung des EMI-Betriebs ausgebildet, so ist vorzugsweise auf die Sensorleitung 22 verzichtet.

Bei der Sensorleitung 22 oder der Antenne 18 handelt es sich vorzugsweise um eine Ader. Im Einfachsten Fall ist die Antenne als ein einfacher Draht ausgebildet. Im Sensorbetrieb wird in die Sensorleitung 22 mittels einer Einspeiseeinheit 24 ein Sensorsignal SO eingespeist, welches durch die Sensorleitung 22 über die Länge der Leitung 6 läuft und vorzugsweise an einem insbesondere offenen Leitungsen- de der Sensorleitung 22 reflektiert und als reflektiertes Sensorsignal SO“ auf der Einspeiseseite wieder empfangen wird. Die Einspeiseeinheit 24 ist daher zugleich auch als eine Empfangseinheit ausgebildet.

Das empfangene reflektierte Sensorsignal S0‘ wird ausgewertet. Vorzugsweise erfolgt dies innerhalb der Auswerteeinheit 4. Insbesondere wird das reflektierte Sensorsignal SO“ im Hinblick auf seine Laufzeit ausgewertet und anhand der Laufzeit wird auf Zustandsgrößen der Leitung selbst oder von Umgebungsvariab- len zurückgeschlossen. Beispielsweise führen Knickstellen der Leitungen zu einer Reflexion an der Knickstelle, was sich auf die Laufzeit auswirkt. Insofern kann mit- tels der Sensorleitung 22 eine ortsaufgelöste Erfassung von Fehlstellen der Lei- tung detektiert werden.

Für die Auswertung des reflektierten Sensorsignals SO“ wird vorzugsweise ein spannungsdiskretes Zeitmessverfahren verwendet, wie es in der

WO 2018/086949 A1 beschrieben ist.

Im EMI-Betrieb erfolgt die Erfassung und Auswertung des Störsignals S in ähnli cher Weise, wobei im Unterschied zu der Auswertung des Sensorsignals SO kein Einspeisen eines Sensorsignals SO erforderlich und vorgesehen ist. Es wird ledig- lieh das eingekoppelte Störsignal S empfangen und ausgewertet. Dieses span- nungsdiskrete Zeitmessverfahren wird insbesondere nachfolgend im Zusammen- hang mit der Fig. 2 erläutert:

Die Auswerteeinheit 4 weist einen optionalen Signalgenerator 26 (nur für den Sensorbetrieb, in einer Ausführungsvariante, bei der lediglich der EMI-Betrieb vor- gesehen ist, ist der Signalgenerator 26 nicht erforderlich und insbesondere auch nicht vorhanden), weiterhin einen Mikrocontroller 28, ein Zeitmesselement 30 so- wie einen Komparator 32 auf. Der Mikrocontroller 28 dient allgemein zur Steue- rung und Durchführung des Verfahrens. So gibt der Mikrocontroller 28 beispiels- weise ein Startsignal T1 zur Durchführung einer jeweiligen Messung ab. Dieses Startsignal T1 initiiert die Abgabe des Sensorsignals SO durch den Signalgenera- tor 26. Dieses wird in die Leitung 6, speziell in die Sensorleitung 22 eingespeist, dort insbesondere am offenen Ende reflektiert und schließlich dem Komparator 32 zugeführt. Bei dem eingespeisten Sensorsignal SO handelt es sich insbesondere um ein Stufen- oder Rechtecksignal mit steil ansteigender Flanke.

Am Komparator 32 ist ein Schwellwert W eingestellt. Sobald die Amplitude des reflektierten Sensorsignals SO“ den Schwellwert W überschreitet ergeht ein Stoppsignal T2 in Form eines binären Spannungsimpulses an das Zeitmessele- ment, welches daraufhin die Zeitdauer t zwischen Startsignal T1 und Stoppsignal T2 ermittelt und an den Mikrocontroller 28 übermittelt. Eine solche Einzelmessung wird vielfach (z.B. mehr als 10, insbesondere mehr als 50 oder 100 Einzelmes- sungen) wiederholt, wobei jeweils für aufeinanderfolgende Einzelmessungen der Schwellwert W verändert wird. Der Mikrocontroller 28 erfasst zu jeder einzelnen Messung ein Wertepaar, welches sich zusammensetzt aus der Zeitdauer t und dem für die jeweilige Messung eingestellten Schwellwert W. Es werden sukzessi- ve eine Vielzahl von derartigen Einzelmessungen durchgeführt, sodass eine Viel- zahl von derartigen Wertepaaren (t _n ; W _n ) erhalten werden, die quasi den Signal- verlauf des reflektierten Sensorsignals SO“ wiedergeben.

Bei einer einfachen Temperaturmessung ist bereits die Erfassung eines einzelnen Wertepaares ausreichend. Anhand der ermittelten Laufzeit t kann unmittelbar auf die herrschende Temperatur zurückgeschlossen werden.

Die Erfassung des Störsignals S im EMI-Betrieb erfolgt auf ähnliche Weise, aller- dings mit dem wesentlichen Unterschied, dass kein Sensorsignal SO aktiv einge- speist wird. Die Erfassung des Störsignals S ist rein passiv, das heißt die Aus- werteinheit 4 erfasst lediglich das infolge der Einkopplung in die Antenne 18 eingekoppelte Störsignal S. Es wird also kein Signal aktiv in die Antenne 18 eingekoppelt. Der Unterschied zu dem zuvor beschriebenen Verfahren besteht also daher darin, dass keine Einspeisung eines Sensorsignals SO erfolgt. Über den Mikrocontroller 28 wird wiederum als Referenzzeitpunkt ein„Startsignal“ T1 an das Zeitmesselement 30 übermittelt. Ab diesem Referenzzeitpunkt läuft die jeweilige Messung. Sobald der Schwellwert W überschritten wird, wird wiederum ein Stoppsignal T2 generiert, an das Zeitmesselement 30 übermittelt und es wird die Zeitdauer dem jeweiligen Schwellwert zugeordnet und es wird ein Wertepaar wie zuvor beschrieben erhalten. Dies wiederholt sich vielfach und mit variierenden Werten für den Schwellwert W, sodass eine Vielzahl von Wertepaaren ermittelt wird, die insgesamt den zeitlichen Signalverlauf und damit ein Frequenzspektrum des Störsignals S repräsentieren. Der Signalverlauf kann dann beispielsweise noch durch einen mathematischen Fit approximiert werden und dient zur weiteren Auswertung beispielsweise im Hinblick auf eine Frequenzanalyse etc.

Gemäß einer ersten Variante wird der Zeitpunkt für das Startsignal T 1 willkürlich für die Einzelmessungen gewählt. In diesem Fall wird durch die Vielzahl der Mes- sung eine mittlere Zeitdauer und damit auch ein mittlerer zeitlicher Signalverlauf ermittelt.

Gemäß einer zweiten Variante wird als Zeitpunkt für das Startsignal T 1 das Über- schreiten des Schwellwerts W herangezogen. Wie bereits erwähnt handelt es sich bei der Leitung 6 insbesondere um eine Da- tenleitung. Ein Beispiel hierfür ist in der Fig. 3 dargestellt. Die Leitung 6 weist all- gemein einen Leitungskern 34 auf, welcher von der bereits erwähnten Schir- mung 20 umgeben ist. Hierbei handelt es sich beispielsweise um einen Folien- schirm, einen Geflechtschirm oder um einen sonstigen Schirm oder auch um ei- nen mehrlagigen Schirmaufbau aus Kombinationen hiervon. Insgesamt ist durch die Schirmung 20 vorzugsweise ein geschlossener Schirm ausgebildet, der also den Leitungskern 34 vollständig mit einem hohen Überdeckungsgrad, beispiels weise größer 90%, überdeckt und vorzugsweise vollflächig umschließt. Grundsätz- lich sind die unterschiedlichsten Schirmaufbauten, wie sie allgemein bekannt sind, möglich.

Die Schirmung 20 ist wiederum von einem Außenmantel 36 umgeben. Innerhalb des von der Schirmung 20 umschlossenen Leitungskerns 34 sind mehrere Lei- tungselemente mit elektrischen Funktionen angeordnet. Im Ausführungsbeispiel sind insgesamt vier Adernpaare 38 angeordnet, wobei ein jeweiliges Adernpaar 38 einen Übertragungskanal für ein jeweiliges Datensignal D bildet. Bei den

Adernpaaren 38 handelt es sich insbesondere um verseilte Adern 40 ohne weitere Umhüllung. Vorzugsweise sind diese ungeschirmt. Das Adernpaar 38 ist also als sogenanntes UTP-Leitungselement ausgebildet (unshielded twistet pair). Alterna- tiv hierzu verlaufen die Adern 40 auch parallel zueinander und/oder sind von einer Paarschirmung oder einer Folie umgeben. Im Ausführungsbeispiel sind weiterhin einige optionale Füllstränge 42 dargestellt. Eine jeweilige Ader 40 oder auch ein jeweiliges Adernpaar38 bildet jeweils ein Leitungselement der Leitung 6.

Weiterhin ist anhand der Fig. 3 zu erkennen, dass in diesem Ausführungsbeispiel die bereits erwähnte Antenne 18 ebenfalls als (ungeschirmte) Ader 40 ausgebildet ist und zentral als Zentralelement in der Leitung 6 geführt ist.

Eine jeweilige Ader 40 weist allgemein jeweils einen elektrischen Leiter 44 sowie eine diese umgebende Isolierung 46 auf. Zweckdienlicherweise ist die Antenne 18 zugleich auch als die Sensorleitung 22 ausgebildet oder wird als Sensorleitung 22 herangezogen.