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Auch im Zeitalter von Wifi, Zigbee, Z-Wave & Co. verliert das Schwergewicht unter den Systemen für Gebäude­automation, der KNX-Bus, nicht an Bedeutung, denn Zuverlässigkeit, Robustheit und Standardisierung stehen bei Bauherren hoch im Kurs.

Wer heute mit dem Gedanken spielt, sein Eigenheim in ein Smart Home zu verwandeln, stößt früher oder später auf ein Gebäudeautomations-System, das bereits seit eineinhalb Jahrzehnten erfolgreich im Privatbau, Zweckbau und im industriellen Umfeld eingesetzt wird: KNX [1]. Die Feldbus-Variante bietet, bedingt durch ihr respektables Dienstalter, eine enorme Vielfalt unterschiedlicher Produkte und erlaubt die herstellerunabhängige Vernetzung aller Gewerke.

Technisch gesehen ist KNX der rückwärtskompatible Nachfolger des EIB (Europäischer Installationsbus) und als Feldbus spezialisiert auf Anwendungen in der Gebäudeautomation. Seine Ursprünge reichen bis in die frühen 90er Jahre zurück. Im Jahr 2002 wurde die KNX-Spezifikation von der noch heute maßgebend verantwortlichen KNX Association vorgestellt mit dem Ziel, das KNX-Protokoll als weltweit einzigen offenen Standard für Haus- und Gebäudesystemtechnik anerkennen zu lassen. Das gelang dann im November 2006. Seither wird das Protokoll zusammen mit seinen vier Übertragungsmedien als internationaler ISO/IEC-Standard 14543-3 [2] geführt.

Heute sind in der KNX Association [3], der Eigentümerin des KNX-Standards, knapp 400 Mitgliedern vertreten, alles führende Unternehmen aus dem Bereich der Gebäudetechnik. Zu den in Deutschland bekanntesten Herstellern zählen und anderen Gira, Jung, Hager/Berker, ABB, Busch-Jäger, Dehn, Osram, Siemens und viele weitere. Hinzu kommen 44000 Partner in mehr als 120 Ländern. Die Anzahl der KNX-zertifizierten Produkte beläuft sich auf etwa 7000.

Die Palette der verfügbaren Produkte deckt den vollen Anwendungsbereich in der Gebäudeautomation ab. Dazu gehören die Bereiche Beleuchtung, Beschattung, Heizung, Temperaturregelung, Sicherheit/Alarm, Belüftung und Klimatisierung, Energiemanagement/Smart Metering und Bewässerung.

Über Umwege (so genannte KNX-Gateways) sind auch Multimedia-Anwendungen, Türkommunikation und sogar intelligente Haushaltsgeräte erreichbar. Mehrere Millionen erfolgreiche KNX-Installationen weltweit unterstreichen die Bedeutung – Grund genug, sich den Standard KNX und die zugrunde liegende Technik einmal genauer anzusehen.

Dezentrales System mit verteilter Intelligenz

KNX ist als dezentrales System ausgelegt, benötigt also keine zentrale Steuerung. Jedes KNX-Gerät (Bus-Teilnehmer) besitzt eigene Intelligenz und kann über den Bus aktiv mit den anderen Teilnehmern kommunizieren.

Die Vielzahl an erhältlichen KNX-Geräten lässt sich in drei Klassen einordnen:

• Aktoren (zum Beispiel Schaltaktor, Dimmaktor),
• Sensoren (dazu zählen Präsenzmelder, also sehr empfindliche Bewegungsmelder, oder auch Tastsensoren als Bedienelement) und
• Systemgeräte (Spannungsversorgung, KNX-IP-Interface, Gateways).

Tabelle 1 zeigt die wichtigsten Gerätetypen und deren Anwendung:

Jedes KNX-Gerät besitzt ein vom Hersteller vorgegebenes Applikationsprogramm, das ihm die gewünschten Fähigkeiten verleiht. Der Anwender kann dieses Applikationsprogramm zwar durch neue kostenlose Versionen ersetzen, aber selbst nicht modifizieren. Um das Gerät an seine Bedürfnisse anzupassen, verändert er die dafür vom Hersteller vorgesehenen Parameter. Dieses so genannte Parametrieren bewerkstelligt der Anwender mittels eines Werkzeugs, das sich ETS (Engineering Tool Software) nennt (Abbildung 1).

Abbildung 1: ETS 5 – eine standardisierte Inbetriebnahme-Software für alle KNX-Systeme.

Die ETS ist eine Planungs-, Projektierungs- und Inbetriebnahme-Software für alle KNX-zertifizierten Produkte. Sie ist herstellerunabhängig und fester Bestandteil des KNX-Standards. Als solche wird sie auch zwingend für die Inbetriebnahme und Änderung einer KNX-Anlage benötigt. Dem Nachteil, dass es zur ETS keine Alternative gibt, steht der Vorteil gegenüber, dass jeder KNX-kundige Anwender sie bedienen kann.

Elektriker und Systemintegratoren warten somit ohne Einarbeitungszeit in die Bedienung jede beliebige KNX-Anlage, sie müssen sich allerdings noch mit den gerätespezifischen Eigenschaften und Parametern vertraut machen. Im laufenden Betrieb werden weder der Inbetriebnahme-PC noch die ETS benötigt. Ist die Anlage einmal parametriert, verrichtet ein KNX-System von da an vollkommen autark seine Aufgabe.

Ein KNX-Gerät durchläuft eine aufwändige Zertifizierung, ehe es das KNX-Logo tragen darf. Die Zertifizierung umfasst auch die Applikationssoftware und die Kompatibilität zur ETS. Das gewährleistet, dass alle KNX-Teilnehmer miteinander über den gemeinsamen Bus kommunizieren können. Nicht nur in der Theorie, sondern auch in der Praxis lassen sich die Produkte unterschiedlichster Hersteller miteinander kombinieren. Ein zehn Jahre alter Schaltaktor von ABB wird auch heute noch problemlos mit einem fabrikneuen Präsenzmelder von Gira zusammenarbeiten. KNX ist damit das genaue Gegenteil einer Insellösung und bietet einen außerordentlich hohen Investitionsschutz. Bei einem so langlebigen Gewerk wie der Elektroinstallation ist diese Herstellerunabhängigkeit eines der wichtigsten Argumente.

Der Planer einer KNX-Anlage muss sich daher keine Gedanken hinsichtlich Kompatibilität machen, sondern kann die einzelnen Komponenten je nach Preis, Qualität und nicht zuletzt den Fähigkeiten der jeweiligen Applikationssoftware zusammenstellen. Über die ETS lassen sich sogar Geräte, die real gar nicht installiert sind, in ein bestehendes System aufnehmen und parametrieren. Eine schöne Möglichkeit, die Applikationen unterschiedlicher Hersteller zu vergleichen. Ein KNX-System lässt sich zudem bereits projektieren, ohne physikalischen Zugriff auf die Anlage zu haben.

Die Übertragungsmedien

Damit ein KNX-System Sensordaten und Steuerungskommandos übertragen kann, braucht es ein Übertragungsmedium. KNX kennt davon mehrere. Mit Ausnahme von so genannten Kopplern ist ein KNX-Gerät dabei aber jeweils nur für ein einzelnes Übertragungsmedium ausgelegt.

In KNX-Installationen fällt eine typische hellgrüne Leitung auf (Abbildung 2). Bei genauem Hinsehen lässt sie sich sehr oft in Zweckbauten und Industriegebäuden finden. Im Privatbau ist sie oft unter Putz versteckt, kommt aber mehr und mehr zum Einsatz. Es handelt sich dabei um eine zertifizierte Mantelleitung vom Typ YCYM 2x2x0,8 mit einer Prüfspannung von 4 kV und zwei verdrillten und geschirmten Adernpärchen (rot/schwarz und gelb/weiß).

Abbildung 2: Ein KNX Hutschienen-Gerät mit Busanschluss.

Der KNX-Bus benötigt davon nur das rot/schwarze Adernpaar, das sowohl die Spannungsversorgung, als auch das Datensignal selbst führt. Der 24-Volt-Versorgungs-Gleichspannung (Nennspannung) wird dabei die Informations-Wechselspannung aufgeprägt. Das zweite freie Adernpärchen (gelb/weiß) hat keine Funktion und darf etwa als zusätzliche Kleinspannungsversorgung dienen.

Die grüne KNX-Leitung hat den großen Vorteil, dass sie ausdrücklich direkt neben den klassischen 230-Volt-Installationsleitungen (zum Beispiel NYM-J 5×1,5) verlegt werden darf, und das ohne Beachtung eines Mindestabstands. KNX ist ein SELV-System (Safety Extra Low Voltage, Sicherheitskleinspannung) und daher per Definition berührungssicher.

Die grüne Leitung, genannt KNX TP (Twisted Pair), ist – wie schon gesagt – nur ein mögliches Übertragungsmedium für KNX, wenn auch mit Abstand das am meisten eingesetzte. Weitere im Standard enthaltenen Medien sind KNX-PL (Powerline), KNX-RF (Funk) sowie KNX-IP (Ethernet, IP). KNX-PL, das keine separate Busleitung benötigt, sondern ein vorhandenes 230-V-Wechselspannungsnetz für die Spannungsversorgung und Datenübertragung nutzt, hört sich zunächst wie die perfekte Nachrüstlösung an, wird aber leider immer noch von zu wenigen Herstellern unterstützt und fristet eher ein Nischendasein.

Etwas besser sieht es dagegen mit dem funkbasierten KNX-RF aus. Auf der Weltleitmesse für Licht und Gebäudetechnik, der “Light + Building Messe 2016” in Frankfurt, konnte man im März dieses Jahres einige Hersteller finden, die vermehrt KNX-RF-Produkte anboten. Speziell als Ergänzung zu einer kabelgebundenen KNX-TP-Basisinstallation eignen sich RF-Geräte wie zum Beispiel Taster oder Unterputzaktoren für Steckdosen und Jalousiemotoren perfekt. Die Anbindung an KNX-TP geschieht dabei transparent über RF-TP-Linienkoppler.

Datenübertragung und Zugriffsverfahren

Im Zeitalter von GBit-Ethernet wirkt die Datenübertragungsrate von 9600 Bit/s, mit der KNX-TP arbeitet, nahezu lachhaft. Bei KNX-PL sind es gar nur 1200 Bit/s. Ältere PC-Anwender dürften sich in die Zeiten von Modems und Akustik-Kopplern zurückversetzt fühlen. Dennoch ist die KNX-Geschwindigkeit für die Gebäudeautomation ausreichend und es bleiben auch bei mehr als 100 Geräten in der Regel noch genügend Reserven. Die typische Busauslastung in einem Einfamilienhaus liegt im einstelligen Prozentbereich.

Wer die Art und Menge der Daten betrachtet, die im Anwendungsbereich Gebäudeautomation anfallen, wundert sich nicht: Das Schalten von Steckdosen, das Bewegen von Jalousien, die Änderung des Temperatursolls für einen Raum – nichts davon benötigt besonders schnelle Reaktionszeiten oder erzeugt ein hohes Datenaufkommen. Auch die Latenz spielt keine Rolle. Ein Buskommando zum Einschalten der Beleuchtung wird ohne spürbare Totzeit sofort umgesetzt.

Für Bandbreiten-hungrige Multimediadaten ist der KNX-Bus hingegen nicht geschaffen – das muss er auch nicht, denn für diesen Zweck gibt es ja seit jeher Ethernet oder Wifi. Den Übergang in die Ethernet-Welt übernimmt im KNX-System dabei ein so genannter KNX-IP-Router. Damit gelingen auch die Einbindung IP-basierter Geräte in die Gebäudesteuerung und nicht zuletzt die Parametrierung der KNX-Geräte über den heimischen PC.

Die eigentliche Datenübertragung in einem KNX-TP-System ist recht unspektakulär und bereits gut abgehangene Technik. Informationen werden Byte-weise und asynchron übertragen, wohingegen die Signale selbst symmetrisch auf den KNX-Bus eingekoppelt werden, also keinen festen Bezugspunkt der Datenleitung gegen Masse besitzen. Dadurch entsteht eine sehr gute Festigkeit gegen eventuell eingekoppelte Störsignale, was speziell in Industrieanwendungen eine große Bedeutung besitzt.

Für den Buszugriff kommt bei KNX-TP das CSMA/CA-Verfahren (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance) zum Einsatz. CSMA/CA ist dem bei Ethernet gängigen CSMA/CD-Verfahren (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) ziemlich ähnlich, bietet aber zusätzlich Mechanismen, um Sendekollisionen gar nicht erst entstehen zu lassen. Um das zu erreichen, hört jeder Teilnehmer beim Senden gleichzeitig auf der Busleitung mit und verwirft sein eigenes Telegramm (die Entsprechung bei Ethernet wäre das Paket), wenn es mit einem höher priorisierten kollidiert.

Die Telegrammpriorität definiert der Anwender während der Parametrierung der KNX-Komponenten. Verworfene Telegramme wiederholt der Sender automatisch nach einer bestimmten Zeit.

Die KNX-Bustopologie

Sowohl die Datenübertragung als auch das Zugriffsverfahren sind ganz auf Robustheit, möglichst einfache Installation und große Reichweiten ausgelegt. KNX benötigt keine Terminierung durch Leitungsabschluss-Widerstände und keine Hubs oder Switches. Dem Autor sind in der Gebäudeautomation keine anderen Bussysteme bekannt, welche eine ähnlich “chaotische” Topologie erlauben würden wie KNX. Vom einfachen Bus bis hin zur freien Baumstruktur und sogar einer sternförmigen Leitungsführung sind alle Strukturen möglich (Abbildung 3). Dabei gibt es eine einzige wichtige Ausnahme: Geschlossene Ringe sind unbedingt zu vermeiden.

Abbildung 3: Erlaubte und verbotene KNX-Topologien.

Im Einfamilienhaus ist es bewährte Praxis, pro Etage einen offenen Ring zu legen, der jeweils alle KNX-Geräte miteinander verbindet (Abbildung 4). Das eine Ende jedes Rings hat seinen Ursprung im Verteilerschrank, das zweite Ende bleibt in der letzten Unterputz-Installationsdose als offener Anschlusspunkt verborgen, nur durch Busklemmen isoliert.

Abbildung 4: Typische KNX-Linienstruktur im Einfamilienhaus.

Sollte sich später herausstellen, dass es irgendwo in dem Etagen-Ring eine Leitungsunterbrechung, zum Beispiel durch ein nicht zugängliches Leerrohr, gibt, kann der Installateur diese Reserve, also das zweite offene Ende, zusätzlich zum Verteiler führen und dort auflegen. Dieses Vorgehen erreicht dann ohne nennenswerten Mehraufwand, dass trotz Ringunterbrechung in der Etagenverkabelung dennoch alle KNX-Geräte elektrisch verbunden sind.

Im Verteiler verbinden Reihenklemmen mit eingedrückten Steckbrücken alle eingehenden KNX-Leitungen miteinander. Sämtliche weiteren KNX-Teilnehmer im Stromkreisverteiler sind in der Regel als Hutschienen-Geräte ausgeführt. Dazu zählen Aktoren (Schaltaktor, Dimmaktor, Heizungsaktor) wie auch die KNX-Spannungsversorgung und zusätzliche Schnittstellengeräte (Binäreingang, Analogeingang, Gateway in die IP-Welt). Eine vorbeilaufende KNX-Leitung verbindet diese Hutschienen-Module miteinander. Die spezielle Busklemme erlaubt zudem das Entfernen von KNX-Geräten bei laufendem Betrieb, also ohne dass der Bus unterbrochen werden müsste.

Linien und Bereiche

Ein KNX-System besteht immer aus mindestens einer Linie. Die Linie setzt sich aus bis zu 64 KNX-Geräten (Teilnehmern) zusammen und speist sich aus einer KNX-Spannungsversorgung. Zertifizierte KNX-Spannungsversorgungen waren zunächst für Ausgangsströme von 160, 320 und 640 Milliampere bei 29 Volt verfügbar. Neuere Geräte erlauben auch die Entnahme von 960 Milliampere oder sogar 1280 Milliampere. Mit einer 960-Milliampere-Versorgung arbeiten in der Praxis beispielsweise 70 oder 80 Geräte in einer Linie einwandfrei.

Besser ist es aber, bei mehr als 64 Teilnehmern (TN) direkt eine zweite Linie anzulegen und diese über einen so genannten KNX-Linienkoppler (LK) von der ersten zu trennen (Abbildung 5). Der Linienkoppler dient dazu, zwei KNX-Linien miteinander zu verbinden, leitet Telegramme also in beide Richtungen weiter. Gleichzeitig sorgt er dafür, dass die beiden Linien keine galvanische Verbindung mehr zueinander haben. Beide Linien benötigen aber jeweils eine eigene Spannungsversorgung (SV).

Abbildung 5: Maximalausbau einer einzelnen KNX-Linie.

Der Einsatz eines Linienkopplers hat noch zwei angenehme Nebeneffekte. Erstens wird dadurch die Bus-Architektur übersichtlicher und strukturierter, zweitens lässt sich durch die Filterfunktionen der Linienkoppler das Telegrammaufkommen deutlich reduzieren. Im Einfamilienhaus sind KNX-Geräte, die sich nicht innerhalb der sicheren Gebäudehülle befinden (etwa Bewegungsmelder im Außenbereich oder eine KNX-Wetterstation), gerne auf einer eigenen Außenlinie angeordnet und über einen Linienkoppler vom restlichen System (Innenlinie) galvanisch abgekoppelt. Ein Kurzschluss oder Leitungsbruch der Außenlinie schlägt somit nicht auf das Restsystem durch.

Insgesamt lassen sich bis zu 16 Linien anlegen, was die Anzahl der Teilnehmer auf über 1000 steigert. Im Privatbau ist dieser Ausbau kaum zu erreichen, bei Industrieanlagen hingegen schon. Für diesen Fall sieht der KNX-Standard den Einsatz von Bereichen vor. Ein Bereich ist sozusagen eine weitere Dimension in der Strukturierung und darf für sich bis zu 16 Linien beinhalten. Maximal 15 dieser Bereiche werden über Bereichskoppler (BK) zusammengeschlossen. In der Summe ergibt das den Vollausbau von mehr als 50000 Teilnehmern.

Interessanterweise ist ein Bereichskoppler exakt das gleiche Gerät wie ein Linienkoppler (und auch ein Linienverstärker). Erst mit der Parametrierung über die ETS bekommt ein Koppler seine Funktion mitgeteilt.

Physikalische Adressen

Je nachdem, in welchem Bereich und in welcher Linie der Anwender ein KNX-Gerät installiert, muss auch seine physikalische Adresse (PA) angepasst werden. Die physikalische Adresse ist die eindeutige Kennung eines KNX-Teilnehmers und besteht aus drei Zahlen, durch Punkte getrennt. Ein Gerät mit der physikalischen Adresse 1.2.4 beispielsweise ist Teilnehmer Nummer 4 in der zweiten Linie des ersten Bereichs, entspricht also dem Schema:

Bereich.Linie.Teilnehmer

Anders als eine MAC-Adresse ist eine KNX-PA nicht weltweit eindeutig, sondern nur innerhalb genau eines KNX-Systems. Die PA wird ebenfalls über die ETS einprogrammiert und dient dazu, ein Gerät eindeutig zu identifizieren und für eine Änderung des Applikationsprogramms oder dessen Parametrierung ansprechbar zu machen. Ändert sich die Linienzugehörigkeit eines Teilnehmers nicht, besteht nur selten die Notwendigkeit, dessen PA später nochmals zu ändern. Für die Telegramm-Kommunikation über den Bus hat sie ohnehin wenig Bedeutung. Dabei kommen nämlich die so genannten Gruppenadressen ins Spiel.

Gruppenadressen und Kommunikationsobjekte

Gruppenadressen (GA) richten sich im Gegensatz zu den physikalischen Adressen nicht nach der Bustopologie, sondern rein nach der Funktion im KNX-System. Sie sind sozusagen die virtuellen Leitungen zwischen den KNX-Geräten untereinander. Jedes Gerät, das eine bestimme Gruppenadresse enthält, ist mit dieser gedachten Leitung verbunden.

Abbildung 6 zeigt ein einfaches Beispiel: Ein Taster soll eine Leuchte ein- und ausschalten können. Dazu legt der Benutzer in der ETS eine Gruppenadresse mit dem Namen “Beleuchtung schalten Deckenleuchte Küche” an. Der Name selbst hat keinerlei technische Bedeutung, sondern dient nur der Lesbarkeit.

Abbildung 6: Kommunikation über Gruppenadressen und Kommunikationsobjekte.

Ein KNX-Gerät hat mehrere virtuelle Anschlussstellen, die Kommunikationsobjekte (KO), die vom Hersteller definierte Aufgaben erfüllen. Der Taster bietet mindestens ein Ausgangs-Kommunikationsobjekt mit der Funktion Umschalten. Der Schaltaktor, der beliebige Verbraucher über seine eingebauten Relais schalten kann und in diesem Fall mit der Küchenbeleuchtung verbunden ist, besitzt pro Schaltkanal unter anderem ein Kommunikationsobjekt Schalteingang.

Die Gruppenadresse “Beleuchtung schalten Deckenleuchte Küche” wird für diese Anwendung, wiederum durch die ETS, mit beiden Kommunikationsobjekten verbunden. Es entsteht eine virtuelle Leitung zwischen Taster und Schaltaktor. Sind jetzt beide Geräte mit dieser Parametrierung programmiert, löst in Zukunft ein Druck auf den Taster das Umschalten der Beleuchtung aus – wie von konventionellen Tastern gewohnt, aber mit gänzlich anderer Technik dahinter.

Zu dieser Gruppenadresse lassen sich jederzeit eine zweite oder dritte Leuchte hinzufügen, ebenso wie ein zweiter Taster oder ein Präsenzmelder, der die Leuchte abhängig von der Anwesenheit von Personen schaltet. Genauso einfach funktioniert auch die Rückmeldung des Schaltzustands der Beleuchtung vom Aktor an den Taster. Für die Rückmeldung existieren auf beiden Seiten eigene Kommunikationsobjekte, die mit einer neuen Gruppenadresse “Beleuchtung Schaltstatus Deckenleuchte Küche” verbunden sind.

Um Gruppenadressen besser von physikalischen Adressen unterscheiden zu können, sind sie mit einem Schrägstrich »/« statt einem Punkt ».« notiert. Bei der normalerweise angewendeten dreistufigen Kodierung hat eine Gruppenadresse folgendes Format:

Hauptgruppe / Mittelgruppe / Untergruppe

Wie genau der KNX-Planer die drei Gruppen strukturiert, obliegt seiner eigenen Vorgehensweise. Es hat sich aber zum Beispiel die Gruppierung nach

Gewerk / Funktion / Instanz

bewährt. Die Gruppenadresse “Beleuchtung schalten Deckenleuchte Küche” aus obigem Beispiel könnte demnach in GA-Schreibweise lauten:

Beleuchtung / Schalten / Deckenleuchte Küche

In Zahlen ausgedrückt wäre das zum Beispiel »1 / 4 / 17« . Welche Zahlen dabei welchen Gewerken beziehungsweise Funktionen zugeordnet sind, ist wieder Sache des KNX-Planers. Das Schema sollte dieser aber dringend für die gesamte Anlage durchgängig beibehalten.

Das KNX-TP1-Protokoll

Ausgerüstet mit dem Wissen über physikalische Adressen und Gruppenadressen lässt sich auch das KNX-TP1-Protokoll (Abbildung 7) leicht verstehen. KNX-TP1 (Tabelle 2) kommt immer dann zum Einsatz, wenn es sich um ein Twisted-Pair-KNX-System handelt, also die klassische Variante mit den grünen Leitungen. Bei den anderen Übertragungsmedien wie KNX-RF oder der Powerline-Variante KNX-PL ist das Protokoll den besonderen Gegebenheiten angepasst.

Abbildung 7: Das KNX-TP1 Protokoll.

Das 8 Bit breite Kontrollfeld enthält unter anderem die beiden Prioritäts-Bits für die Telegrammpriorität, die der ETS-Planer in besonderen Anwendungsfällen modifizieren kann. Die Quelladresse trägt bei jedem Telegramm die physikalische Adresse des sendenden Geräts. Die Zieladresse beinhaltet entweder eine physikalische oder auch eine logische Adresse.

Zur Unterscheidung dient ein zusätzliches Bit namens DAF (Destination Address Flag), das ebenfalls im Zieladressen-Feld enthalten ist. Hat das Flag den Wert » « , handelt es sich um eine physikalische Adresse (Unicast), andernfalls ist die Zieladresse eine Gruppenadresse (Multicast, das heißt, dass mehrere Teilnehmer mit dieser Adresse die Empfänger sein können). Der Datenverkehr während des Normalbetriebs verwendet in jedem Fall immer die Gruppenadressen. Die Adressierung über die physikalische Adresse kommt dagegen beispielsweise bei der Programmierung eines Geräts zum Einsatz.

Außerdem gibt es einen Routingzähler mit 3 Bit, den das System beim Senden mit dem Wert »6« vorbelegt. Jeder Linien- und Bereichskoppler, den das Telegramm passiert, dekrementiert diesen Zähler um den Wert »1« . Ein Telegramm, dessen Zählerwert » « erreicht hat, verwirft die Software. Dieser Mechanismus verhindert eine unnötige Weiterleitung über mehrere Linien- und Bereichskoppler hinweg.

Das anschließende Feld enthält die Nutzdatenlänge des Telegramms in Bytes, dekrementiert um den Wert »1« . Ein Längenwert von »15« würde demnach bedeuten, dass das anschließende Feld des Telegramms 16 Bytes an Nutzdaten besitzt.

Abgeschlossen ist ein KNX-TP1-Telegramm immer mit dem 1 Byte großen Sicherungsfeld, das mit einer Kombination aus Längsparität und Querparität für die Erkennung von Übertragungsfehlern zuständig ist. Ausnahmslos jede KNX-Nachricht quittiert der Empfänger, wobei ihm an dieser Stelle vier verschiedene Reaktionen möglich sind:

1. ACK (Acknowledge, Bestätigung): Damit ist gemeint: Das Gerät hat die Nachricht vollständig und fehlerfrei empfangen.

2. NAK (No Acknowledge, keine Bestätigung): Der Empfänger signalisiert den fehlerhaften Empfang (festgestellt anhand des Sicherungsfelds) und fordert den Sender auf diese Weise auf, die Übertragung noch einmal zu wiederholen. Nach insgesamt dreimaliger erfolgloser Wiederholung wird der Datenverkehr allerdings abgebrochen und der Fehler für die spätere Auswertung im Speicher vermerkt.

3. Busy (beschäftigt): Der Empfänger hat das Telegramm korrekt erhalten, kann es aber im Moment nicht verarbeiten. Der Sender wiederholt es.

4. Reagiert kein Busteilnehmer auf das gesendete Telegramm hat der Sender den Datenverkehr abzubrechen.

Der Autor

Stefan Heinle ist Diplom-Ingenieur der Elektrotechnik und begeisterter Heimautomatisierer. Er arbeitet als Leiter im Bereich Software-Plattformen für sicherheitskritische Embedded-Systeme in der Luftfahrt. Er ist Autor des Buches “Heimautomation mit KNX, DALI, 1-Wire und Co” (Rheinwerk-Verlag, 2015, ISBN 978-3-8362-3461-0) und bietet auf der Seite http://www.heimautomation-buch.de regelmäßig Zusatzinformationen zum Buch sowie einen KNX-Planungsservice.