Drahtgebundene Netzwerke

Ist die Entscheidung einmal getroffen, ein drahtgebundenes Netzwerk einzurichten, müssen die Kabel verlegt werden. Die Auswahl des Kabeltyps ist von der gewünschten Geschwindigkeit des Netzwerkes und von den Gebäudegegebenheiten abhängig.

 

Netzwerkgeschwindigkeiten und benötigte Kabel

Historie: Coax-Kabel

Twisted Pair Kupfer-Kabel

Kategorien Cat-1 bis Cat-7

DIN-Bezeichnungen

Farbcodierung der Adern

 

Beim Verlegen der Kabel ist ebenfalls technische Know-How gefragt:

Bei allen Kabeln zeigt sich die Adernisolierung mechanischen Beschädigungen gegenüber empfindlich. Dies betrifft speziell Unterschreitungen der minimalen Biegeradien: Kabelknicks reduzieren die Isolationswirkung und führen zu hohen Dämpfungswerten. Im Extremfall kann sich der Leiter sogar langsam durch den Mantel drücken und letztlich einen Kurzschluss verursachen. Entsprechende Fehler treten als Zeitbombe auf - manchmal erst mehrere Monate nach der Verlegung.

Netzwerkgeschwindigkeiten und benötigte Kabel

 

Die Kabel werden von der amerikanischen Electronic Industry Association und Telecommunication Industry Association (EIA/TIA) in verschiedene Typen klassifiziert (siehe Telecommunications Cabling Standard).

Die Bandbreite und der Kabeltyp ergeben dann die Bezeichnung der Netzwerkschnittstellen:

 

 

Etwas Historie: Coax-Kabel

Alle Coax-Systeme bedingen eine Bus-Topologie (s. Topologien 6k). Die Ausdehnung des Netzes ist durch die Verwendung von sog. Repeatern möglich. Hierbei ist allerdings zu beachten, daß ein Netzsegment max. 185m (10Base2) bzw. 500m lang sein darf. Der Grund für diese Einschränkung liegt in der Protokoll- und Kollisionsbehandlungs-Struktur. Die jeweils offenen Enden des Kabels müssen durch sog. Terminatoren (50 Ohm Widerstände) abgeschlossen werden. Diese Verkablung wird heute nicht mehr eingesetzt. Der größte Nachteil war: bei Ausfall eines Segments war das gesamte Netz außer Funktion.

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Twisted Pair Kupfer-Kabel

Der am weitesten verbereitete Kupferkabel-Typ ist unter dem Begriff Twisted Pair (TP)-Verkabelungen zusammengefaßt. Wie der Name schon besagt, handelt es sich bei dieser Verkabelung um paarweise miteinander verdrillte Kupferleiter. Die Anzahl der Paare, sowie die Abschirmung der Adern voneinander ist abhängig von der Twisted-Pair Kategorie. Die Twisted-Pair Verkablung bedingt eine Sterntopologie und ist heute sehr weit verbreitet. Die Kabelsegmente werden jeweils über RJ-45 Stecker, besser bekannt als "Western Stecker" mit dem Device verbunden. In Abhängigkeit von dem Netzwerk-Typ werden unterschiedliche Aderpaare des Kables belegt.

Zur Unterscheidung der eingesetzten Kabelarten dient die Schirmungsart des Kabels:

 

Als UTP (Unshielded TP) bezeichnet man mehradrige Kabel ohne jegliche Schirmung.

Besitzt das Kabel dagegen einen Gesamtschirm aus Metallgeflecht und/oder Metallfolie, spricht man von S/UTP (Screened UTP). Für S/UTPKabel, das ausschließlich mit Metallfolie geschirmt ist, hat sich auch die Bezeichnung FTP (Foiled TP) eingebürgert.

Verfügt ein Kabel über Einzelschirme für die Adernpaare respektive Sternvierer, jedoch über keinen Gesamtschirm, handelt es sich um STP (Shielded TP). Im deutschen Sprachraum heißt mit Metallfolie ausgeführtes STP je nach Verseilung auch PiMF (Paare in Metallfolie) oder ViMF (Vierer in Metallfolie).

Ein sowohl mit Paar wie auch Gesamtschirmung versehenes Kabel wird als S/STP (Screened STP) bezeichnet; auch hier unterscheidet man zwischen PiMF und ViMF.

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Karegorien

Für eine leichtere Klassifizierung der einzelnen Kabel wurden Kategorien definiert, die einem gewissen Anforderungsprofil entsprechen. Im Folgenden finden sich die sieben definierten Kategorien:

Kategorie 1

Cat-1-Kabel werden zur Sprachübertragung und zur Datenübertragung (für geringe Bandbreiten), zum Beispiel bei Telefonanwendungen, verwendet.

Kategorie 2

Cat-2-Kabel wird zum Beispiel für Hausverkabelung beim ISDN-Primärmultiplexanschluss verwendet.

Kategorie 3

Cat-3-Kabel ist ein nicht abgeschirmtes Twisted-Pair-Kabel, das für Übertragungskapazitäten von bis zu 10 Mbit/s verwendet wird. Cat-3-Kabel haben drei Wicklungen pro Zoll für jedes verdrehte Paar von Kupferleitern. Eine andere Eigenschaft ist, dass die Leitungen mit Plastik (FEP) isoliert werden, so dass eine niedrige Streuung auftritt.

Die Kabel sind ISDN-tauglich. Ethernet 100BT4 wurde entwickelt, damit 100 Mbit/s über Kategorie 3 läuft, dabei werden alle vier Adernpaare verwendet.

Cat-3-Kabel werden heute kaum noch im Verkauf angeboten. Meist werden Cat-5-Kabel verwendet.

Kategorie 4

Cat-4-Kabel sind ein häufig in den USA verlegter Typ. Cat 4 bot nur einen kleinen Fortschritt in der Geschwindigkeit im Vergleich zu Cat 3 an und wurde im allgemeinen zugunsten von Cat 5 ignoriert. Über Cat-4-Kabel können 20 Mbit/s übertragen werden.

Kategorie 5

Cat-5-Kabel wird für Signalübertragung mit hohen Datenübertragungsraten benutzt. Die spezifische Standardkennzeichnung ist EIA/TIA-568. Cat-5-Kabel sind für Betriebsfrequenzen bis 100 MHz bestimmt. Wegen der hohen Signalfrequenzen muss bei der Verlegung und Montage, insbesondere bei den Anschlussstellen der Adern, besonders sorgfältig gearbeitet und die Herstellervorgaben eingehalten werden.

Kabel der Kategorie 5 werden häufig bei strukturierten Verkabelungen von Computernetzen wie zum Beispiel Fast-Ethernet verwendet.

Das Cat-5e-Kabel ist eine erweiterte Version von Cat 5 für die Verwendung in 1000Base-T-Netzen oder für Langstrecken-100Base-T-Netzverbindungen (350 m, verglichen mit 100 m für Cat 5). Es muss die Spezifikation EIA/TIA-568A-5 erfüllen, die aber mittlerweile durch die Spezifikation EIA/TIA-568B abgelöst wurde. Der Unterschied zwischen EIA/TIA-568A und EIA/TIA-568B besteht in der Zuordnung der farblich gekennzeichten Adernpaare zu den Anschlusskontakten des RJ45-Steckers und sagt nichts über die Übertragungsqualität aus.

Kategorie 6

Das Cat-6-Kabel wird durch die EN50288 definiert. Es ist für Ethernet 1000Base-T (Gigabit) bis zu 90 m verwendbar. Cat-6-Kabel sind für Betriebsfrequenzen bis 250 MHz bestimmt. Bei größeren Längen leidet die Übertragungsgeschwindigkeit, geringe Überlängen sind aber je nach Außeneinflüssen unschädlich. Sicherheit gibt die Überprüfung mittels Handheld Testern, die die Grenzwerte der aktuellen EN50173-1, IS 11801, bzw. der EIA/TIA 568B2.1 prüfen. Anwendungsfelder sind Sprach- und Datenübertragung sowie Multimedia und ATM-Netze.

Kategorie 7

Cat-7-Kabel haben vier einzeln abgeschirmte Adernpaare (Screened/Shielded Twisted Pair S/STP) innerhalb eines gesamten Schirms. Cat-7-Kabel sind für Betriebsfrequenzen bis 600 MHz bestimmt. Damit könnte 10-Gigabit-Ethernet (10GBaseT) übertragen werden. 10GBaseT wird als Protokoll von IEEE im Jahre 2006 definiert werden. Die Grenzwerte der entsprechenden Physical Layer werden angepasst werden müssen. Das bedeutet die Anpassung der existierenden Kategorie 6 an die Erfordernisse zur Übertragung von 10 Gigabit Ethernet. Die Bandbreite zum Beispiel wird damit auf 500 MHz für Kategorie 6 angehoben.

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Din-Bezeichnungen

Neben der Grobeinteilung symmetrischer Kupferkabel nach Schirmtyp und Kategorie existiert auch ein DIN-Bezeichnungsschema, in das zahlreiche weitere Eigenschaften des Kabels einfließen.

 

 

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Farbcodierung der Adern

Neben ihrer elektrischen Funktion übernimmt die Isolierung noch die Aufgabe der Farbcodierung der einzelnen Adern. Dazu existieren eine ganze Reihe nationaler und internationaler Standards, die Sie in der Tabelle aufgeführt finden:

 

 

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