weitere Ergänzung:
Ich habe heute mal versucht, meine 2 Temperatursensoren DS1621 über ein CAT5-Kabel mit 10m Länge zu betreiben, doch damit ist offensichtlich die Grenze schon überschritten.
...bei mir funktioniert der I2C-Bus über ein CAT5-Kabel trotz 6m Länge problemlos (C-Control Unit 2.05).
@Tido: Wie war denn das CAT5-Kabel beschaltet? Bei mir hatten die Leitungen SDA und SCL jeweils mit GND ein twisted-pair gebildet, doch dies ist offensichtlich ein zu hoher Kapazitätsbelag.

Laut I2C-Spezifikation liegt die max. Lastkapazität bei 400pF - dies wird also bei 4-6 m Leitungslänge erreicht.
Bei meiner Konstellation sehe ich also keine Chance auf störungssichere Übertragung mit dem 'nackten' I²B-Bus. Guten Aussichten versprechen aber I²C-Bus-Puffer mit dem Baustein P82B96. In einem anderen Forum steht hierzu:
Schau dir mal das Datenblatt von P82B96 an. Dieses IC ist genau für solche Sachen gedacht.
Theoretisch funktioniert das ganze, ich hatte jedoch schon schlechte Erfahrungen mit etwa 5m. Es ging ein paar Monate lang problemlos, dann plötzlich nicht mehr. Seit ich P82B96 verbaut habe, läuft alles problemlos.
werde wohl diesen Ansatz mal weiterverfolgen...