Bereiche, Linien, Koppler & Co. in der ETS: Wissenswertes zur KNX-Topologie
*Beitragsbild von Camille Couderc – Noun Project (Lizenz: CC, Farbe angepasst)
To people who’ll never know
Just how purposeless and empty they’ve grown
Because the language confuses
like computers refuse to understand how I’m feeling today
Map of Your Head, Muse
Erst denken, dann handeln. Die Devise kann auch beim Aufbau eurer KNX-Installation nicht schaden.
Wenn man nicht täglich mit der ETS Kunden-Projekte umsetzt, kann es einem schon schwer fallen – die Konfiguration der ersten, eigenen Gebäude-Automatisierung ist mühsam.
Wir wollen mal in aller Kürze die wichtigsten Grundlagen der Gestaltung einer logischen Topologie mit der ETS darlegen.
Basics
Legen wir los mit einigen KNX-Grundlagen, falls ihr das noch nicht kennt – dann wird’s Zeit!
Hierarchie:
Jede logische KNX-Architektur ist hierarchisch stets gleich aufgebaut. Hier von unten nach oben:
- Teilnehmer: Ein Gerät: Aktor oder Sensor, der sich an der KNX-Kommunikation beteiligt.
- Liniensegment: Ein logischer Verbund aus max. 64 Teilnehmern.
- (Unter/Sekundär-)Linie: Ein logischer Verbund von max. 4 Liniensegmenten.
- Hauptlinie: Eine eigenständiges Liniensegment, das max. 15 Sekundärlinien anbinden kann.
- Bereich: Ein logischer Verbund einer Hauptlinie samt angebundener Sekundärlinien.
- Bereichslinie (Backbone): Ein eigenständiges Liniensegment, das max. 15 Bereiche anbinden kann.
Notation Physikalischer Adressen:
BEREICH . LINIE . GERÄT
Zum Beispiel: 2.1.17: Bereich 2, Linie 1, Teilnehmer 17.
Jedes TP-Linien(-segment) benötigt eine eigene SV!
“SV” steht für Spannungsversorgung. Bitte eine spezielle KNX-Spannungsversorgung verwenden!
Linien sind immer von einen bestimmten Medientyp (IP, TP, PL, RF).
- TP
- Zweidrahtleitung (Twisted Pair). Meistverbreitet, Übertragung mit max. 9.600 Bit/s.
- IP
- Übertragung über Ethernet (LAN/WLAN).
- PL
- Powerline (seltener Powernet): Übertragung über ein bestehendes Stromnetz (230 V).
- RF
- Übertragung per Funk (863,3 MHz).
Der Medientyp der Linie kann unter “Eigenschaften” definiert werden.
Backbone(-Linie) verbindet Bereiche und kann nur TP oder IP sein.
In der ETS unter “Topologie” -> “Eigenschaften” konfigurierbar. Recht “trickreich” von den ETS-Entwicklern versteckt:
Linien können nur Geräte aufnehmen, die zu ihrem Medientyp passen!
Es lohnt sich bereits am Anfang vorab den Medientyp aller Linien festzulegen. Spätere Änderung sind dann ggf. nur mit viel Aufwand durchzuführen. Achtet auf den Medientyp des Gerät in der Geräte-Ansicht.
Linien kann man per sog. Linienkoppler (LK) oder KNX-IP-ROUTER koppeln
Vorsicht: KNX-IP-Router sind TP-Geräte und können daher nur von einer TP-Linie aufgenommen werden! Merke: TP-Geräte besitzen immer den rot-schwarzen Anschluss, echte IP-Medientyp-Geräte nur LAN-Anschluss! Achtung: KNX-IP-Schnittstellen/-Interfaces können keine Kopplung herstellen.
Reservierte Adressen: Bereichskoppler: x.0.0 | Linienkoppler/KNX-IP-Router: x.x.0
Bestimmte Adressen sind per Definition ausschließlich für Koppler/Router reserviert. Missachtet man das, kann das zu Problemen führen!
Hauptlinie kann bis zu 64 Geräte enthalten, die Anzahl reduziert sich mit jedem verbunden Koppler.
Nicht vergessen, die Hauptlinie ist auch eine ganz normale Linie und kann ebenfalls Geräte aufnehmen.
Liniensegmente werden über Linienverstärker (LV) verbunden.
Technisch gesehen sind Linien-Verstärker eigentlich Linien-Koppler, nur entsprechend dieser Funktion parametriert. Linienkoppler/-verstärker stellen sicher, dass die verbunden Linien galvanisch von einander getrennt sind. Bei einem Kurzschluss innerhalb eines Segments, sind andere Segmente weiterhin funktionsfähig.
Unterhalb von TP-Linien darf/kann sich keine IP-Linie befinden!
Der Datendurchsatz von IP ist grundsätzlich höher als der von TP. Die TP-Linie wäre mit der Bandbreite von (mehreren) drunter-liegenden IP-Linien schlicht überfordert.
Möglichkeiten der Medientyp-Konfiguration:
Innerhalb einer üblichen Einfamilien-Haus-Installation sind bestimmte Varianten zur Einstellung der logischen Topologie im Bezug auf den Medientyp der einzelnen Linien gegeben: (PL- und RF-Linien haben wir aus Gründen der Vereinfachung an dieser Stelle weggelassen.)
Variante A:
Alles über TP verbinden:
- Backbone TP
- Hauptlinie TP
- Sekundär-Linie TP
Reine IP-Geräte können hier innerhalb der ETS nicht aufgenommen und im Projekt entsprechend abgebildet werden. 🙁
Variante B:
Linien in einem Bereich mit TP-Linien-Kopplern verbinden und die Bereiche mittels IP-Router:
- Backbone IP
- Hauptlinie TP
- Sekundär-Linie TP
Standard-Einstellung in der ETS. Guter Mix aus beiden Welten.
Variante C:
Linien in einem Bereich mit IP-Routern verbinden und die Bereiche ebenso:
- Backbone IP
- Hauptlinie IP
- Sekundär-Linie TP
Man spart hier viele Linienkoppler und Spannungsversorgungen. Weder Hauptlinie noch Backbone können hier allerdings TP-Geräte aufnehmen.
Unser Aufbau:
Wir entscheiden uns für Variente B! Das Backbone kann echte IP-Geräte (Gira G1, etc.) aufnehmen. Die Hauptlinie kann zusätzlich viele TP-Geräte anbinden. Was will man mehr…
Wir beginnen sparsam mit der Sekundär-Linie 1.1. Diese Linie enthält die lebensnotwendigsten Geräte, die im Alltag unverzichtbar sind (Licht-, Beschattungs-, Heizung-Steuerung).
Nachträglich kann die Aussenlinie 1.0 als Hauptlinie aufgebaut werden. Hier befinden sich Geräte, die in der ersten Zeit nicht unbedingt überlebensnotwendig sind (Wetterstation, etc.).
Die Bereichslinie (Backbone) 0.0 enthält “Luxus”-Geräte (wie zentralen Logik-Server + Visu) und kann weitere Bereiche (potentielles Ferienhaus auf Mallorca) über Ethernet anbinden. 🙂
So kann es dann final aussehen:
0.0 Bereichslinie (IP)- 0.0.1 Home-Server
- 0.0.2 Visu
- 0.0.3-64 …
1.0 Hauptlinie (TP): Aussenlinie- 1.0.- SV
- 1.0.0 KNX-IP-Router
- 1.0.1 Wetterstation
- 1.0.2-64 …
1.1 Sekundärlinie: Haus (Innen)- 1.1.- SV
- 1.1.0 LK
- 1.1.1 Schalt-Aktor
- 1.1.2 Jalousie-Aktor
- 1.1.3-64 …
Tipps:
KNX ETS 6 SchnellkursEine gute Lektüre u. a. auch zu diesem Thema ist der ETS 6 Schnellkurs.
Ist zwar kostenpflichtig – aber jeden Cent wert (auch für Anfänger geignet)!
In dem Kurs lernt ihr alle Feinheiten einer guten KNX-Topologie. Insbesondere die Hinweise zur korrekten Nutzung der KNX-Linien-Koppler finden wir sehr hilfreich.
Cool – nicht? 😉 Und wie sieht deine Topologie aus?
Schön erklärt. Einen Pferdefuß hat die Sache allerdings: Die Hauptlinie ist (dadurch, dass sie für den Außenbereich verwendet wird) besonders angreifbar und auch besonders gefährdet (Leitungsbruch, Kurzschluss), was dann bedeutet, dass aller Komfort komplett vom gesunden Zustand dieses Segments abhängig ist.
Warum, Udo? Hauptlinie und Nebenlinie sind galvanisch getrennt. Bei einem evtl. Kurzschluss auf einer Linie, ist eben nur diese Linie betroffen. Dadurch, dass wir lediglich insgesamt zwei Linien haben (eine einzige Unterlinie), ist die Kommunikation zwischen den Nebenlinien nicht gefährdet, selbst wenn die Hauptlinie (bzw. das einzige Hauptliniensegment) zusammenbricht.
Habe ich das jetzt also richtig verstanden?
Von der Programmierung in ETS mal abgesehen und einen Blick in den Stromkasten geworfen… Ich nehme bspl.weise einen Ethernet-Switch und verwende den als Bereichslinie -> Anschluss diverser IP Geräte wie Visu etc. sowie Anbindung ans Internet und Zugriff mit PC für Programmierung via ETS.
Die Hauptlinie bekommt nen IP-Router, um überhaupt sie an die Bereichslinie anzuschließen (Cat.5 o.ä. an den Switch, weiter mit TP).
Der LK in der Sekundärlinie verbindet diese mit der Hauptlinie.
–> Zum Aufbau im Beispiel: Sollte die Hauptlinie ausfallen, aufgrund von defekten der Wetterstation o.ä., funktionieren die Grundfunktionen der Sekundärlinie trotzdem, da dort ja auch die Schalt- & Jalousie-Aktoren angebracht sind.
Es würden also lediglich die Luxuskomponenten ausfallen, die bspl.weise die Jalousien bei Dämmerung herunter fahren lassen würden, da diese Informationen durch die defekte Hauptlinie wegfallen?
Marcel, deine Ausführungen sind korrekt. 🙂
Hi, vielen Dank für die Erklärung. Das hat mich schonmal sehr viel weiter gebracht!
Kurze Rückfrage noch wegen der Trennung zwischen Hauptlinie und Sekundärlinie:
Ist die Kommunikation linienübergreifend ohne Probleme gegeben?
Also Bsp 1:
könnte ich Präsenzmelder – die mir für gewöhnlich das Licht schalten sollen – auf eine andere Linie legen wie Schaltwippen die dasselbe Licht schalten sollen? (Präsenzmelder auf Hauptlinie, Schaltwippen auf Sekundärlinie) Oder geht das nicht?
Danke dir
Marcus,
Die linienübergreifende Kommuniktation ist dank der Linienkoppler naturgemäß gegeben. Präsenzmelder, Taster u.a. können beliebig auf den Linien eingesetzt und natürlich jederzeit auf andere Linien verschoben/umprogrammiert werden.
Hi, ich beiß mir gerade die Zähne an folgender Konstruktion aus:
Topologie bestehend aus lediglich 2 Geräten:
1. IP Controller (SPS) nur IP, direkt am Backbone (0.0.1)
2. TP-Heizungs-GW per IP-Tunneling anschließbar (0.1.1)
Aus der ETS kann ich mit beiden reden aber sie verstehen sich nicht untereinander ?
Thomas, das Heizungs-GW ist ein IP-Gerät? Warum 0.1.1 und nicht z. B. 0.0.2? Aus der Ferne ist eine Diagnose leider immer schwierig…
Hallo, Ich lese mich auch gerade in die Planungsmaterie ein, und habe zu euer Konstelation auch eine Frage.
Warum ist die Außen-Linie über der Innen(Haupt)-Linie? Sollte das nicht umgekehrt sein? Bzw. warum ist es so und nicht umgekehrt? Noch eine Frage. in wieweit beeinflußt zb. eine defekte Wetterstation den restlichen Bus, bzw. die restliche Linie? Ich habe nämlich eigentlich mit dem Gedanken gespielt alles auf eine Linie zu schieben.
lg
Christian
Christian,
welche der Linien (Innen/Aussen) nun die Hauptlinie bildet, ist nicht vorgeschrieben. Da die Hauptlinie (rein topologisch gesehen) weniger Teilnehmer haben kann, als eine (Standard-)Linie, haben wir uns dazu entschlossen die Aussen-Linie als Hauptlinie zu nutzen. Da wir in unserem, kleinem EFH insgesamt lediglich zwei Linien (Hauptlinie + Nebenlinie) haben, hat der Ausfall der Hauptlinie faktisch keine Auswirkung auf die andere(n) Linie(n). Gäbe es eine weitere (dritte) Linie, könnte die erste Nebenlinie bei einem Ausfall der Hauptlinie nicht mehr mit der Schwester-Nebenlinie kommunizieren. Die Gefahr besteht bei unserem Aufbau allerdings nicht.
Ein defekter Teilnehmer (z. B. Wetterstation) hat i. d. R. keinen Einfluss auf die anderen Teilnehmer im Bus. Bei einem Kurzschluss bzw. Ausfall der Spannungsversorgung einer Linie, liegt dagegen die gesamte Linie brach. Man kann natürlich alles auf eine einzige Linie packen. Rein technisch ist das (mit einer starken 1280mA-SV) möglich, man gibt dabei allerdings alle Vorteile der Trennung auf! Es gibt keinen galvanischen Schutz, man kann den potentiellen Fremd-Zugriff von Aussen (per Linienkoppler) nicht unterbinden und erschafft so einen ungewollten “Sigle-Point-Of-Failure”.
[…] erfolgt nur ins Heimnetzwerk (LAN), nicht an den KNX-Bus. Der Zugriff eines Unbefugten über die KNX-Aussen-Leitung ist zwar unwahrscheinlich, die Leitung ist dennoch latent gefährdet. Daher verzichten wir auf […]
Hallo,
erstmal ein großes Lob für euren Blog, hab mich die beiden letzten Tage mit KNX beschäftigt und der Blog war eine super Hilfe. Bei der Topografie stehe ich jetzt allerdings etwas auf dem Schlauch bzw. bin unsicher
Ihr empfehlt Variante B.
D.h. für mich konkret ich brauche 1 Hauptleitung, bestehend aus einer Spannungsversorgung, einer IP-Schnittstelle, sowie Linienkopplern für jede Linie (im Beispiel 1 Linie für Indoor, sowie eine Linie für Outdoor). Jede Linie benötigt dann wieder eine eigene Spannungsversorgung. Insgesamt also in meinem Beispiel 3. Wieso ist in eurer Raumbuchkalkulation nur 1 SV berücksichtigt?
Weiterhin habe ich gelesen, das pro Linie nur 64 Teilnehmer sein dürfen, für alles andere benötigt man dann Linienverstärker. Lt. eurem Raumbuch habt ihr mehr als 64 Teilnehmer. D.h. ihr nutzt dann Linienverstärker? Oder ist es dann besser eine Linie für EG und eine andere Linie für OG aufzubauen (d.h. getrennte Kabel die im Verteiler dann mitteln Linienkopplern/Linienverstärkern verbunden werden?)
Vielen Dank vorab für eure Hilfe.
Mfg
Christian
Christian, lass es mich versuchen aufzudröseln…
A) Jedes Liniensegment benötigt immer eine eigene SV. Streng nach KNX-Spezifikation können in einem Segment max. 64 Teilnehmer sein. Als Teilnehmer zählt alles was eine Busklemme bzw. phys. Adresse besitzt. Wenn man die (leicht veraltete) Spezifikation nicht ganz genau nimmt, kann man mit einer stärkeren SV (1280mA) mehr als 64 Geräte in einem Linien-Segment unterbringen.
B) In unserer Raumbuch-Kalkulation ist nur eine SV berücksichtigt, da initial nur eine Linie installiert wurde. Die Zweite sollte erst nachträglich installiert werden.
C) Heute würde ich (aus Effizienz-Gründen) in einem typischen Einfamilienhaus mit möglichst wenig Linien und starken SVs arbeiten. Wichtig ist aus meiner Sicht die (galvanische) Trennung zu Aussen-Linien/Bereichen. Demnach kommt man mit zwei getrennten Linien (innen/aussen) in einem EFH gut aus, wenn man von Anfang hochwertige, starke SVs verwendet.
Hallo zusammen,
ich hätte auch eine Frage zur Topologie, vielleicht kann mir jemand helfen.
Aktuelle Situation im Einfamilienhaus:
Backbone TP (könnte vermutlich auch auf IP umgestellt werden)
Obergeschoss: Hauptlinie TP – Adresse 1.0.45 ist ein IP Interface, über diese wird programmiert.
Erdgeschoss: Unterlinie TP – Adresse 1.0.0 ist ein Linienkoppler
funktioniert alles sehr gut.
Kurze Erklärung was geplant ist.
Neben dem Haus steht ein kleines Nebengebäude, welches ich gerne an KXN anbinden möchte, leider gibt es dort nur Strom, kein KNX und auch kein LAN.
Was vorhanden ist, ist ein Fritz Repeater mit LAN-Ausgang, sehr gute WLAN Verbindung zum Haus, vom Repeater aus könnte also mit LAN gearbeitet werden. Nun soll das Nebengebäude als weitere Linie/Unterlinie hinzugefügt werden.
Wie wäre hier nun die richtige Lösung ? Hier wird vermutlich ein IP-Router zum Einsatz kommen müssen aber wo genau kommt dieser nun hin ?
Vielen Dank schon vorab für die Hilfe.
Grüße
[…] Du kannst auch gerne auf meinem Nachbarblog smarthomebau.de weitere Grundlagen zu der KNX Topologie lesen. Schau einfach in diesen Artikel. […]
Klever ist die Topologie nicht. Denn dadurch hat die Außenlinie zugriff auf die Innenlinie, aber nicht anders herum.
Deswegen nimmt man die Außenlinie eigentlich immer extra (bzw untergeordnet), damit keiner von Außen das Haus (Inneninie) steuern oder beeinträchtigen kann.
Also korrekt:
1.0 Hauptlinie
1.1 Innenlinie (OG /etc)
1.2 Außenlinie
Jo, ich muss täglich die Angreifer auf meine Außenlinie mit Mistgabeln abwehren!!! 😱 ALARM!
Moin zusammen,
ich hoffe es ist okay, hier eine völlige Anfängerfrage zu platzieren:
Meine neuen Nachbarn haben gebaut und Rolläden in EG und 1.OG. Diese sind KNX-fähig und physikalisch über 2 TP Linien mit der UV verbunden. Die sollen irgendwie über IP letztendlich mit einem Raspi gesteurt werden. Können wir die beiden physikalischen Linien galvanisch verbinden und einfach als eine Linie betreiben?
Ganz konkret würde ich die Adern der beiden Linien gemeinsam in die Klemmen eines KNX-IP-Gateways drücken und ebenfalls parallel noch zwei Adern zu einem KNX-Netzteil führen.
Geht das so, oder brauchen wie einen Router?
Hallo in die Runde, ich schließe mich mal dem ganzen als wieder Anfänger an.
Frage in die Runde:
Ich besitze einen MDT IP Router SCN-IP100-03 als Schnittstelle. Desweiteren 3 SCN-LK001.03 hier wollte ich es wie folgt einrichten. Hauptlinie wo auch die Wetterstation eingeordnet ist. 1x Linie EG und 1x Linie OG. In der ETS6 habe ich jetzt das Problem das ich den Router schon nicht auf 1.0.0 setzten kann als auch die Linienkoppler nicht auf 1.x.0 diese können nur auf 1.x.1 nur gesetzt werden. Als Backbone habe ich IP, den ich verwende noch zwei GIRA G1 die dieses fordern. Daher auch der Router um die IP Verbindung hier zur ETS herzustellen.
Ich muss dazu sagen das letzte Mal wo ich KNX programmiert habe vor ca. 10 Jahren gabe es nur USB Schnittstellen und fertig.
Kann mir vielleich jemand helfen wo jetzt mein Denkfehler ist in der Parametrierung des Systems?
Vielen Dank schon mal für die Unterstützung.
Ich verstehe die Logik nicht.
Denn wenn im Beispiel (Variante B) die Außenlinie ausfällt kann auch der Backbone nicht mehr mit dem Rest vom Haus reden – weil ausgerechnet die Außenlinie in der Mitte steht.
Ich fände es viel schlauer, Variante C zu nehmen und das Backbone erst gar nicht einzurichten (also keine Backbone 0.0.x) sondern direkt die Hauptlinie 1.0.x als IP anlegen und via IP-Router die Linie 1.1 (Haus innen) und mit einem zweiten IP-Router die Linie 1.2 (Außenbereich) anzubinden. Wenn dann 1.2 ausfällt funktionieren auch alle Komfortfunktionen der IP-Linie noch im Zusammenspiel mit dem Haus.
Richtig?
Also nur Vorteile – oder was wäre der Nachteil?
Ich bin hier bei Tobias und kann nicht verstehen, warum nicht Variante C gewählt wurde.
Kann auch nur Vorteile sehen und habe es intuitiv so geplant.
3 Wohneinheiten, jede per IP Router + Außenlinie mit der Hauptlinie verbunden.
Hallo zusammen,
ich habe eine Anfängerfrage 🙂
und zwar im Gebäde erfolg die Beleuchtungsteuerung durch KNX-Dali mit KNX-Taster…bis jetzt alles gut.
Jetzt sollten die Jalousien gesteuert werden, dabei ist ein Jalousie-KNX Verteiler mit KNX-Spannungsversorgung und 6 Fach Aktor für die Motoren geplant. D.h. ich habe jetzt 2 linien eimal licht und einmal Jalousie.
es ist erwünscht, dass das Licht und die Jalousie über gleiche KNX-mehrfach-Taster gesteuert werden. Die Frage wäre: ist es möglich, einen Taster mit 2 Linien binden? wie ist es mit der Topologie?
bin hier unerfahren, aber stark dabei die Erfahrung zu sammeln.
auf eure Fragen würde ich mich sehr freuen.
Nick
Nick, übertreib es bitte nicht mit den Linien, im EFH ist in den meisten Fällen eine einzige Linie vollkommen ausreichend. 🙂 Mehrfachtaster für Licht&Beschattung ist kein Problem, ich würde diesen allerdings auf Augenhöhe montieren. Viel Erfolg!