Fehlersuche mit dem Multimeter

Nun, das musste irgendwie mit Power over Ethernet (PoE) zu tun haben. Für meinen Ortstermin legte ich zur Sicherheit mein Multimeter heraus. Außerdem bereitete ich ein Anschlusskabel gemäß Abbildung 1 vor. Ich schnitt es durch und führte alle 8 Adern und den Schirm über eine Streifenrasterplatine. Diese versah ich mit Lötnägeln, um auf einfache Weise an den Adern die vom Switch bereitgestellte Betriebsspannung messen zu können.

Die systematische Untersuchung vor Ort ergab zusammengefasst folgendes Fehlerbild:

• Alte und neue WLAN-APs funktionierten am Ethernet-Switch einwandfrei mit PoE, solange kein anderes Endgerät angeschlossen war.
• Sobald man den Windows-Server an den Switch anschloss, verloren alle APs die Betriebsspannung. Schloss man stattdessen andere Ethernet-Endgeräte an (insbesondere Laptops), funktionierten alle APs einwandfrei.
• Ließ man den Windows-Server angeschlossen, erhielten alle APs Betriebsspannung, solange keine APs der neuen Serie angeschlossen waren. Sobald man nur einen AP der neuen Serie anschloss, verloren alle APs die Betriebsspannung.
• Verband man APs der neuen Serie mit einem ungeschirmten Ethernet-Kabel mit dem Switch, funktionierten alle APs.
• War stattdessen der Windows-Server über ein ungeschirmtes Ethernet-Kabel verbunden, blieb der Effekt bestehen, die APs blieben tot.
• Das Event-Log des PoE-Switchs enthielt sporadische Meldungen, die auf einen Kurzschluss hinwiesen.

Zu diesem Zweck unterbrachen wir an dem in Abbildung 1 gezeigten Kabel den Schirm an der Streifenleiterplatine. Anschließend verwandten wir es dazu, einen AP der neuen Serie mit dem Switch zu verbinden.

Nachdem der AP gebootet hatte, konnten wir an den spannungsführenden Adernpaaren 1/2 und 3/6 die Betriebsspannung messen. Außerdem maßen wir die Spannung der Adernpaare gegenüber dem jeweiligen Kabel-Schirm, d.h. gegenüber dem Gehäuse des APs bzw. dem Switch-Gehäuse wie folgt:

von Adernpaar	gegen Gehäuse WLAN-AP	gegen Gehäuse Switch
1 – 2	0 V	-53 V
3 – 6	53 V	0 V

Nachdem wir das Ethernet-Kabel vom Windows-PC abgesteckt hatten, stellte sich folgendes Bild ein:

von Adernpaar	gegen Schirm WLAN-AP	gegen Schirm Switch
1 – 2	0 V	Offen
3 – 6	53 V	Offen

Jetzt bin ich gespannt, ob Sie sich anhand dieser Angaben einen Reim darauf machen können. Ich habe die Sache aufgemalt, um es zu verstehen (Abbildung 2).

• Wenn am Adernpaar 3/6 eine positive Spannung gegenüber dem Gehäuse des WLAN-APs zu messen ist, muss das Adernpaar 1/2 mit dem Gehäuse kurzgeschlossen sein.
• Wenn andererseits am Adernpaar 1/2 eine negative Spannung gegenüber dem Gehäuse des Switchs zu messen ist, muss auf der Seite des Switchs das Adernpaar 3/6 mit dem Gehäuse kurzgeschlossen sein.
• Da jedoch nach Abstecken des Servers keine Spannung mehr gegenüber dem Gehäuse des Switchs zu messen war, musste sich der Kurzschluss im Server befinden.

Jetzt wird auch klar, warum es nicht half, den Server mit einem ungeschirmten Ethernet-Kabel anzuschließen. Das Gehäuse des PCs war nämlich nicht nur über den Kabelschirm mit dem Gehäuse des Switchs verbunden, sondern auch über den Schutzleiter des 230V-Netzkabels.

Wer war nun für den Fehler verantwortlich? Die Antwort ist klar: beide, d.h. sowohl der Hersteller des WLAN-APs als auch der Hersteller der Netzwerkkarte im Windows-Server. Der Ethernet-Standard IEEE 802.3-2022 stellt in Kapitel 33.4.1 bzw. 145.4.1 unmissverständlich klar: „PDs and PSEs shall provide isolation between all accessible external conductors, including frame ground (if any)“. Mit anderen Worten, sowohl das Netzteil (Power Sourcing Equipment, PSE) im Switch als auch das mittels PoE versorgte Endgerät (Powered Device, PD) müssen isoliert gegenüber allen externen Steckverbindern und dem Gehäuse ausgeführt werden.

Sie können sich vorstellen, dass diese Erkenntnisse ein wenig Aufregung beim Hersteller des betroffenen Access-Points ausgelöst haben. Und ich hätte nicht gedacht, jemals noch einen Netzwerk-Fehler nur mit einem Multimeter untersuchen und finden zu dürfen.