Twisted-Pair-Kabel

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Als Twisted-Pair-Kabel oder Kabel mit verdrillten Adernpaaren bezeichnet man in der Telekommunikations-, Nachrichtenübertragungs- und Computertechnik Kabeltypen, bei denen die Adern paarweise miteinander verdrillt sind. Adernpaare können mit unterschiedlich starker Verdrillung (Schlaglänge) und unterschiedlichem Drehsinn in einem Kabel verseilt werden. Verdrillte Adernpaare bieten besseren Schutz gegenüber äußeren magnetischen Wechselfeldern und elektrostatischen Beeinflussungen als Adern, die nur parallel geführt sind. Durch das Verdrillen der Adernpaare heben sich Beeinflussungen durch äußere Felder größtenteils gegenseitig auf. Unterschiedliche Schlaglängen der Adernpaare reduzieren dabei ein Übersprechen zwischen benachbarten Adernpaaren im Kabel. Ein elektrisch leitender Schirm (oft aus Aluminiumfolie und/oder Metallgeflecht, meist aus Kupfer) bietet zusätzlich Schutz gegen störende äußere elektromagnetische Felder. Twisted-Pair-Kabel ohne Schirm werden als Unshielded Twisted Pair (UTP) bezeichnet. TP-Kabel mit einer Aluminiumfolie als Abschirmung tragen die Bezeichnung FTP (Foiled Twisted Pair). TP-Kabel mit einem Kupfergeflecht als Abschirmung tragen die Bezeichnung STP (Shielded Twisted Pair). Es gibt auch Kabel, bei denen die Adernpaare noch einmal gegeneinander abgeschirmt sind; diese werden z. B. mit S/STP (Screened Shielded Twisted Pair) oder S/FTP (s. u.) bezeichnet.

Verdrillte Adernpaare werden mit symmetrischen Signalen beaufschlagt, um am fernen Ende einer (längeren) Kabelstrecke die Differenz zwischen den Signalen der beiden Adern – mittels Transformator oder Differenzverstärker – bilden zu können und um damit das sendeseitige Signal bestmöglich am Empfangsort rekonstruieren zu können (Gleichtaktunterdrückung/CMR).

Kabel mit verdrillten Adernpaaren werden schon sehr lange zur Signal- und Datenübertragung eingesetzt, in der Computertechnik anfangs für die parallele Schnittstelle des Druckers, die so genannte Centronics-Schnittstelle. Heute werden entsprechende Kabel für alle Arten der Signalübertragung eingesetzt, u. a. in der Netztechnik z. B. als Ethernet-Kabel oder für die strukturierte Verkabelung oder in der Feldbustechnik.

Leitungsaufbau[Bearbeiten]

Verdrillte Adernpaare mit Farbcodes nach T568B.

Twisted-Pair-Kabel enthalten Adernpaare aus je zwei miteinander verdrillten (englisch twisted) Paaren (englisch pair) von Einzeladern.

Details:

  • Ader: ist ein kunststoffisolierter Kupferleiter, bei Installations-/Verlegekabeln als starre Ader (Draht) mit einem üblichen Durchmesser von 0,4 mm oder 0,6 mm. Die Standardbezeichnung eines typischen Twisted-pair-Kabels ist dementsprechend 4x2x0,4 oder 4x2x0,6:
    • 4 → Anzahl der Adernpaare;
    • 2 → Adern bilden ein Adernpaar;
    • 0,6 → Durchmesser einer Ader in mm
Bei flexiblen Patchkabeln als Litze mit einem üblichen Querschnitt von 0,27 bis 0,50 mm². Häufig wird die Stärke des Kupferleiters auch in AWG (American Wire Gauge) angegeben; die üblichen Größen reichen dann von AWG27 bis AWG22 (je kleiner die AWG-Zahl, desto dicker der Leiter).
  • Paar: Je zwei Adern sind zu einem Paar verdrillt, mehrere Adernpaare im Kabel miteinander verseilt.
  • Leiterbündel oder Seele: bezeichnet die im Kabel miteinander verseilten (oft vier) Paare. Bei mehr als einem Adernpaar werden die Schlaglängen unterschiedlich gewählt, um ein Neben-/Übersprechen zu verringern.
  • Kabelmantel: umgibt die Seele. Besteht meist aus Kunststoffgeflecht und glatter Hülle darüber. Verwendetes Material ist oft PVC oder halogenfreies Material wie PE oder Aramid.
  • Schirm: metallische Umhüllung von einzelnen Adernpaaren und/oder der Seele. Der Schirm besteht aus Metallfolie, metallisierter Kunststofffolie, Drahtgeflecht oder Kombinationen daraus.

Zusätzlich zu den Adernpaaren können weitere Elemente im Kabel vorhanden sein, wie z. B.:

  • Beidraht: als elektrische Masseleitung.
  • Fülladern: aus Kunststoff zum Ausfüllen von Hohlräumen zwischen den Paaren.
  • Trennelemente: aus Kunststoff, um die Paare auseinanderzuhalten.
  • Kunststofffaden: (zum Beispiel aus Nylon) zwischen Gesamtschirm und Kabelmantel, mit dem auf einfache Weise der Kabelmantel entfernt werden kann. Dazu den Faden mit einer Zange festhalten und im spitzen Winkel zurückziehen. Der Faden schneidet dabei die Umhüllung auf, diese kann nun einfach entfernt werden.

Schirmung[Bearbeiten]

Bei Verwendung ungeschirmter Kabel oder Steckverbinder besteht wegen der eingesetzten Trenntransformatoren im Signalweg zwischen den Netzgeräten keine Masseverbindung. Der Schirm begünstigt die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) und Abhörsicherheit; Wechselwirkungen mit anderen Geräten werden vermindert. Im Falle mehrerer Masseverbindungen zwischen den so verbundenen Geräten ist allerdings gerade durch den Schirm eine störende, gegenseitige Beeinflussung, die sog. Erdschleife, möglich. Sie entsteht durch Spannungsdifferenzen zwischen den einzelnen Geräten und verursacht Ausgleichsströme in den Masse-, Schirm- oder PE-Verbindungen, die zu Störungen führen können. Bei vielen Geräten ist die Gerätemasse mit der Gehäusemasse und die, sofern ein entsprechender Kontakt im Energiezufuhrstecker ('Netzstecker, Schukostecker') vorhanden ist, auch mit der Hauserdung, dem PE-Leiter der Hausinstallation, verbunden. Hier ist dann besondere Aufmerksamkeit in Bezug auf Erdschleifen notwendig und eine ungeschirmte Leitung kann, trotz der dann stärkeren Einstrahlung der Störungen von außen, die Übertragungsqualität -sogar signifikant- verbessern.

Bei differenzieller bzw. symmetrischer Signalübertragung ist eine Masseverbindung über einen Schirm nicht erforderlich, sofern keine Gleichtaktstörungen unterdrückt werden müssen. Ein zusätzlicher Schirm stört den Schutzmechanismus des Verdrillens nicht, er bietet zusätzlich einen Schutz gegenüber Gleichtaktstörungen.

Die Schirmung dient dazu, die Immunität zu verbessern und die Störaussendung zu unterdrücken. Bei einer Verkabelungsstrecke wird der Schirm auf beiden Seiten an den jeweiligen Komponenten aufgelegt. Die entstehenden Ausgleichsströme wirken nach dem Prinzip der Lenzsche Regel dem magnetischen Feldanteil einer elektromagnetischen Welle entgegen. Ideal sind 360°-Kontaktierungen. Die Schirmwirkung einer Leitung wird als Transferimpedanz gemessen.

Ausführungen[Bearbeiten]

Twisted-Pair-Kabel gibt es unter anderem in zwei- und vierpaariger Ausführung. Bei aktuellen Netzinstallationen werden vorzugsweise vierpaarige Kabel verwendet. Für Installationen ab Cat.6 sind vierpaarige Kabel zwingend.

Nomenklatur[Bearbeiten]

Da die alten Bezeichnungen nicht einheitlich und damit oft verwirrend oder sogar widersprüchlich sind, wurde mit der Norm ISO/IEC-11801 (2002)E[1] ein neues Bezeichnungsschema der Form XX/YZZ eingeführt.

Dabei steht:

  • XX für die Gesamtschirmung:
    • U = ungeschirmt
    • F = Folienschirm
    • S = Geflechtschirm
    • SF = Geflecht- und Folienschirm
  • Y steht für die Aderpaarschirmung:
    • U = ungeschirmt
    • F = Folienschirm
    • S = Geflechtschirm
  • ZZ steht für:
    • TP = Twisted Pair
    • QP = Quad Pair
Grundsätzlicher Aufbau eines UTP-Kabels

UTP[Bearbeiten]

Neue Bezeichnung nach ISO/IEC 11801 (2002)E: U/UTP

Kabel mit ungeschirmten Paaren und ohne Gesamtschirm (Unshielded Twisted Pair). Im deutschsprachigen Raum werden UTP-Kabel kaum eingesetzt, weltweit sind es jedoch die meistverwendeten Kabel für Ethernet-LANs (> 90 %). Für Übertragungsverfahren bis Gigabit-Ethernet reicht ein UTP-Kabel der Kategorie 5e aus. Erst für zukünftige Techniken werden geschirmte Kabel benötigt (10-Gigabit-Ethernet), aber auch hier wird es einen Standard geben, der mit UTP-Kabeln funktioniert – auch bis zu der Standardkabellänge von 100 Metern.

Bis zur Kategorie 6 ist ein UTP-Kabel wegen seines geringen Außendurchmessers und der fehlenden Schirme einfach zu verarbeiten und in der Regel preisgünstiger als STP-Kabeltypen. Dem entgegen steht jedoch, dass gegenüber stromführenden Komponenten und Kabeln deutlich höhere Abstände eingehalten werden müssen, als das bei geschirmten Kabeln notwendig wäre.

Ab Kategorie 6A (10-Gigabit-Ethernet) werden in UTP-Kabeln künstlich Asymmetrien aufgebaut, um Alien-Next-Problematiken bei parallel geführten Leitern entgegenzuwirken. Bedingt durch diesen Umstand ist der Außendurchmesser gestiegen und in der Regel sogar größer als bei SF/FTP-Kabeln der Kategorie 7 und höher.


Grundsätzlicher Aufbau eines U/FTP-, U/STP-Kabels

STP[Bearbeiten]

Kabel mit Schirmung (Shielded Twisted Pair) in unterschiedlichen Varianten:

S/STP = screened shielded twisted pair (mit Drahtgeflecht als Gesamtschirm und als Paarschirm)

F/STP = foiled shielded twisted pair (mit Drahtgeflecht als Paarschirm und Folie als Gesamtschirm)

FTP[Bearbeiten]

Neue Bezeichnung nach ISO/IEC-11801 (2002)E: U/FTP

Die Adernpaare sind mit einem metallischen Schirm (meist eine aluminiumkaschierte Kunststofffolie) umgeben (Foiled Twisted Pair). Bei Schirmung jeweils eines Paares spricht man auch von PiMF (Paar in Metallfolie), umfasst der Schirm zwei Paare, so wird das auch als ViMF (Vierer in Metallfolie) bezeichnet. Die aktuelle Version der EN50173–1 bezeichnet diese Kabel mit FTP. Bis zur Kategorie 6 galt typischerweise, dass durch diese zusätzliche Schirmung das FTP-Kabel einen geringfügig größeren Außendurchmesser als UTP-Kabel hatte und etwas größere Biegeradien aufwies. (Siehe Hinweise ab Kategorie 6A bei UTP-Kabeln). Jedoch sind FTP-Kabel hinsichtlich Alien Next-Effekten und gegenüber Querdruck in der Regel unempfindlicher und effizienter als UTP-Kabel. Das Übersprechen zwischen den einzelnen Adernpaaren kann durch die Schirmung ebenfalls verringert werden (siehe auch Elektromagnetische Verträglichkeit).

Grundsätzlicher Aufbau eines S/FTP- bzw. F/FTP-Kabels
S/FTP-Kabel

S/FTP, F/FTP oder SF/FTP[Bearbeiten]

Neue Bezeichnung nach ISO/IEC-11801 (2002)E: S/FTP (Geflecht), F/FTP (Folie), SF/FTP (Geflecht+Folie)

Aufbau wie bei FTP, jedoch mit zusätzlicher metallischer Gesamtschirmung um die Leiterbündel (Screened Foiled Twisted Pair). Der Gesamtschirm kann als Folie oder als Drahtgeflecht oder aus beidem zusammen ausgeführt sein. Gemäß aktueller EN50173 werden diese Kabel mit einem F für einen Folienschirm bezeichnet, ein S steht für einen Kupfergeflechtschirm, ein SF steht für einen Gesamtschirm aus Folie und Geflecht. Der Bedeckungsgrad des Geflechts sollte über 30 % liegen, um gegenüber niederfrequenten Feldern eine hinreichende Abschirmung zu erzielen.

Grundsätzlicher Aufbau eines S/UTP-Kabels
F/UTP-Kabel

S/UTP, F/UTP oder SF/UTP[Bearbeiten]

Neue Bezeichnung nach ISO/IEC-11801 (2002)E: S/UTP (Geflecht), F/UTP (Folie), SF/UTP (Geflecht+Folie)

Aufbau wie bei UTP, jedoch mit zusätzlicher metallischer Schirmung um die Leiterbündel (Screened Unshielded Twisted Pair). Der Gesamtschirm kann als Folie oder als Drahtgeflecht oder aus beidem gemeinsam ausgeführt sein. Gemäß aktueller EN50173 werden diese Kabel mit einem F für einen Folienschirm bezeichnet, ein S steht für einen Kupfergeflechtsschirm, ein SF steht für einen Gesamtschirm aus Folie und Geflecht.

ITP[Bearbeiten]

Eine industrielle Kabelvariante (Industrial Twisted Pair) mit S/STP-Kabelaufbau. Während typische Netzwerk- oder Patchkabel vier Aderpaare aufweisen, beschränkt sich ITP auf lediglich zwei Aderpaare.

WARP-Technologie[Bearbeiten]

Eine neue Technologie für 10-Gigabit-Ethernet, mit der ebenfalls Leitungslängen von 100 m erreicht wurden, hat das Schweizer Unternehmen R&M (Reichle & De-Massari) auf den Markt gebracht. Sie kombiniert die Vorteile aus geschirmter und ungeschirmter Technik. Bei dieser sogenannten „WARP-Technologie“ – das Kürzel steht für „Wave Reduction Patterns“ – sind Kabel und Module mit etwa 1 bis 2 cm langen Metallfoliensegmenten und Metallplatten geschirmt. Anders als bei bisherigen Schirmungen sind die Foliensegmente aber nicht kontaktiert und liegen nicht auf Erdpotential. Sie sind durch kleine Zwischenräume voneinander getrennt und hängen elektrisch sozusagen „in der Luft“. Eine Eigenschaft dieser „schwebenden Schirmung“ ist, dass sie praktisch keine Kapazitäten zur Erde aufbaut. Somit beeinträchtigt sie die Bandbreite der Übertragung nicht, bietet aber trotzdem einen maßgeblichen Schutz gegen Nahübersprechen etc.

Die Kombination von solch „unterbrochener“ Schirmung und symmetrischer Signalübertragung führt dazu, dass Störungen, die sich auf beide Adern gemeinsam auswirken (Gleichtakt-Störungen), durch die Symmetrie der Signale eliminiert werden; es wird ausschließlich die Differenz zwischen den beiden Adern eines „Twisted Pairs“ (eines verdrillten Adernpaares) ausgewertet. Und alle jene Störungen, die sich nur auf eine der beiden Adern auswirken könnten, werden durch das Verdrillen der Adern im Kabel und zum Großteil von dieser speziellen Schirmung abgefangen.

Kategorien[Bearbeiten]

Um die Leistungsfähigkeit/-vermögen einer einzelnen Komponente zu beschreiben, werden die einzelnen Bestandteile eines Links (Channels), die typischerweise aus Anschlusskomponenten, Kabel und Patchkabeln besteht, in Kategorien eingeteilt. In einem Link bestimmt die Komponente mit dem geringsten Leistungsvermögen (Kategorie) die Übertragungsklasse (Link Class) des gesamten Systems. Höhere Kategorien decken automatisch die darunterliegenden Kategorien mit ab. Die Zusammenschaltung von z. B. einem Cat-5-Kabel mit Cat-6-Anschlusskomponenten reduziert die Link-Klasse von theoretisch Klasse E auf Klasse D.

Für eine leichtere Klassifizierung der einzelnen Kabel wurden Kategorien definiert, die jeweils einem spezifischen Anforderungsprofil entsprechen. Die Kategorien 1 und 2 sind nur informell definiert; die Kategorien 3 und 4 sind kommerziell nicht mehr relevant (aber in Altinstallationen noch anzutreffen). Im Folgenden finden sich die definierten Kategorien:

Kategorie 1[Bearbeiten]

Cat-1-Kabel sind auf maximale Betriebsfrequenzen bis 100 kHz ausgelegt und damit für die Datenübertragung ungeeignet. Sie werden zur Sprachübertragung, zum Beispiel bei Telefonanwendungen, verwendet. Nur als UTP-Kabel erhältlich.

Kategorie 2[Bearbeiten]

Cat-2-Kabel sind für maximale Frequenzen bis 1 oder 1,5 MHz geeignet; sie werden zum Beispiel für eine Hausverkabelung beim ISDN-Primärmultiplexanschluss verwendet.

Kategorie 3[Bearbeiten]

Cat-3-Kabel sind nicht abgeschirmte Twisted-Pair-Kabel, die auf maximale Betriebsfrequenzen von 16 MHz ausgelegt sind. Es ist ein häufig in den USA verlegter Typ. In Amerika war Cat-3 für lange Zeit der Standardkabeltyp bei allen Telefon-Verkabelungen. Cat-3-Kabel haben eine Schlaglänge von drei Umdrehungen pro Fuß für jedes verdrillte Paar von Kupferleitern. Eine andere Eigenschaft ist, dass die Leitungen mit Kunststoff (Perfluor, FEP) isoliert werden, so dass nur eine geringe Streuung auftritt. Das ist auch wichtig bei der Verlegung des Kabels, so sollte dabei für Telefonkabel immer Cat-3 gegenüber Cat-5 bevorzugt werden.

Die Kabel sind ISDN-tauglich. 10-Mbit/s-Ethernet (10BASE-T) kann problemlos auf Cat-3-Kabeln betrieben werden, zusätzlich wurde der 100BASE-T4-Standard entwickelt. Er ermöglicht 100 Mbit/s auf bestehenden Kategorie-3-Installationen, wobei alle vier Adernpaare verwendet werden. 100BASE-T4 hat außerhalb von Nordamerika praktisch keine Verbreitung.

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

Kategorie 4[Bearbeiten]

Über Cat-4-Kabel können 20 MHz übertragen werden. Sie sind ein häufig in den USA verlegter Typ. Im Vergleich zu Cat-3 bot es nur einen kleinen Fortschritt in der Geschwindigkeit und wurde im Allgemeinen zugunsten von Cat-5 ignoriert.

Kategorie 5/5e[Bearbeiten]

20-Meter-Netzwerkkabel der Kategorie 5

Cat-5-Kabel sind die heute überwiegend anzutreffende installierte Basis; sie werden 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 an den Anschlussstellen der Adern, besonders sorgfältig gearbeitet werden.

Cat-5-Kabel werden häufig für die strukturierte Verkabelung von Rechnernetzen verwendet, z. B. für Fast- oder Gigabit-Ethernet. Das hat die Verbreitung von 1000BASE-T (Gigabit-Ethernet) gefördert, da hier lediglich ein Cat-5-Kabel benötigt wird.

Die Einführung von 1000BASE-T (Gigabit Ethernet) und die damit verbundene Signalübertragung über alle acht Adern, statt wie bisher bei 10BASE-T und 100BASE-T nur über vier Adern, machte es erforderlich, dass zusätzliche Werte wie PowerSum NEXT etc. berücksichtigt werden. Komponenten, die die neuen Anforderungen erfüllten und damit Gigabit-Ethernet-tauglich waren, wurden bis zur Überarbeitung der Normen ISO11801 und EN50173 als Cat-5e gekennzeichnet. Cat-5e-Kabel sind abwärtskompatibel zu herkömmlichen Cat-5-Kabeln. Mit der Neufassung der Normen 2002/2003 verschwand Cat-5e als Bezeichnung und wird seitdem wieder nur Cat-5 genannt. Installationen, die vor 2002 durchgeführt wurden und der damaligen Cat-5 entsprachen, müssen dementsprechend nicht unbedingt Gigabit-Ethernet-tauglich sein und die Kabel sollten vor Nutzung mit speziellen Messgeräten dahingehend geprüft werden. Auch sind die Eigenschaften von mit „Cat-5“ bezeichneten Kabeln nicht zu ermitteln, wenn das Herstellungsdatum nicht bekannt ist.

Die Bezeichnungen EIA/TIA-568A und EIA/TIA-568B werden aber auch informell verwendet, um die beiden in diesem Standard festgelegten Zuordnungen der farblich gekennzeichneten Adernpaare zu den Anschlusskontakten des RJ-45-Steckers zu bezeichnen; das sagt in diesem Fall jedoch nichts über die Übertragungsqualität aus.

Die Prüfwerte für Kabel und Stecker Cat-5e EIA/TIA-568A-5 entsprechen den neueren Werten nach Class D aus ISO/IEC 11801:2002 oder EN 50173-1:2002.

Kategorie 6/6a/6e[Bearbeiten]

Das Cat-6-Kabel wird durch die EN50288 definiert. Cat-6-Kabel sind für Betriebsfrequenzen bis 250 MHz bestimmt. Bei größeren Längen leidet die Übertragungsgeschwindigkeit, geringe Überlängen sind aber je nach Außeneinflüssen unbedenklich. Sicherheit gibt letztlich die Überprüfung mit einem entsprechenden Testgerät, das die Einhaltung der Grenzwerte der aktuellen EN50173-1, IS 11801, beziehungsweise der EIA/TIA 568B2.1 verifiziert.

Anwendungsfelder für Cat-6 sind Sprach- und Datenübertragung sowie Multimedia und ATM-Netze. Leistungsfähiger sind Kabel nach Cat-6a (500 MHz) nach EIA/TIA 568B2.1 Anhang 10d. In der Normierungsphase von 10GBASE-T war eine neue Cat-6-Spezifikation mit einer Bandbreite von 625 MHz geplant, da es einen Übertragungsmodus von 10GBASE-T (IEEE 802.3an, verabschiedet 2006) gibt, der das unterstützt. Dieser wird aber derzeit nicht weiter verfolgt, da er gegenüber Cat-6a neue Steckertypen erforderlich gemacht hätte. In einigen Publikationen und Verkaufskatalogen findet sich ein Begriff Cat-6 enhanced oder Cat-6e, dabei handelt es sich nicht um eine Norm. Häufig soll damit einem Produkt eine Tauglichkeit für 10GBASE-T über mindestens 55 m zugesichert werden.

Kategorie 6A/6A[Bearbeiten]

Cat-6A-Modul

Category 6 augmented (Cat-6A bzw. Cat-6A) ist ein Standard, der aus dem erhöhten Bandbreitenbedarf von 10-Gigabit-Ethernet (10GBASE-T) resultiert, für Übertragungsfrequenzen bis 500 MHz und Strecken bis 100 m ausgelegt sowie abwärtskompatibel zu bestehenden Netzwerk-Protokollen ist. Cat-6A wurde vom internationalen Normierungsgremium ISO/IEC (International Organization for Standardization/International Electrotechnical Commission) und Cat-6A vom US-amerikanischen EIA/TIA (Electronic Industries Alliance/Telecommunications Industry Association) festgelegt. Die Cat-6 augmented fordert höhere technische Bedingungen für die Unterbindung von Nebensignaleffekten und Rauschen.[2] Die Bezeichnung Kategorie 6A oder Cat-6A gemäß der internationalen Norm ISO/IEC 11801 bezeichnet immer eine Komponente und nicht die ganze Übertragungsstrecke (Channel), während Cat-6A sowohl Komponente als auch Channel bezeichnen kann.

Was die Anforderungen an die Übertragungsstrecke (Channel) für 10-Gigabit-Ethernet betrifft, gibt es in Europa zwei gültige Normen: einerseits den Standard IEEE 802.3an der IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), andererseits die Class EA der ISO/IEC. Der Standard des IEEE reicht aber nicht aus, um die nötigen Anforderungen an die Verkabelungs-Infrastruktur vollständig zu beschreiben, da er weniger Kriterien definiert als die Norm des ISO/IEC. Daher kann für einen Vergleich zwischen den beiden Varianten von Category 6 augmented nur die Norm des ISO/IEC als Gegenstück zu jener der EIA/TIA herangezogen werden.

In der amerikanischen Norm EIA/TIA 568 ist der Standard für die Komponente nach Cat-6A sowie der Übertragungsstrecke nach Cat-6A bereits seit Anfang 2008 verabschiedet, weist jedoch gegenüber der weltweiten ISO/IEC 11801 geringere Anforderungen an das Leistungsvermögen auf. Will man die höchste Leistungsreserve für Channel und Komponenten sicherstellen, sind die ISO/IEC-Normen anzuwenden (Class EA für Channel, Cat-6A für Komponenten).

Die Anforderungen an die Komponente nach ISO/IEC–Kategorie 6A wurden im Jahr 2010 innerhalb der Arbeitsgruppe der ISO/IEC 11801 im Anhang 2 (Amendment 2) veröffentlicht. Zur Abgrenzung vom leistungsschwächeren EIA/TIA-568B-Standard wird in der ISO/IEC die Übertragungsstrecke statt Cat-6A Klasse EA genannt und die Komponente durch ein tiefgestelltes A gekennzeichnet – also Komponente nach Kategorie 6A.

Da die Bezeichnung Cat-6a nicht geschützt ist, kann sie auch innerhalb von Produktbezeichnungen verwendet werden. Gleiches galt schon für Cat-6e oder Cat-7e. Wenn das „a“ klein geschrieben ist, deutet das auf keine offizielle Norm hin. Das groß geschriebene, gleichzeilige „A“ bezeichnet die US-amerikanische Norm mit den geringeren Anforderungen, das groß geschriebene, tiefgestellte „A“ die strengere europäische Norm. Ob es sich tatsächlich um eine Komponente der Kategorie 6 augmented handelt, kann zum Beispiel ein unabhängiges Prüfinstitut mit der Messmethode direct probing bzw. re-embedded nach den Grenzwerten der jeweiligen Standards, wie EIA/TIA oder ISO11801:2002-Amd2 (Draft s. o.) sicherstellen. Ein entsprechendes Prüfzertifikat gibt dem Anwender die Sicherheit, dass er tatsächlich eine Komponente der Kategorie 6 augmented erhält. Bemerkbar macht sich die geringere Leistungsfähigkeit weniger bei langen Strecken, wie sie oftmals in Link-Zertifikaten verwendet werden, sondern vielmehr bei kurzen Strecken < 15 m, da die kompensierende Wirkung des Kabels hier nicht wirklich zum tragen kommt. Bei Link-Längen größer als 15 m kann das auch der Fall sein, wenn z. B. statt eines Kategorie-7-Kabels nur ein Kabel der Kategorie 6A verwendet wird.

Mit einer Übertragungsstrecke der Klasse EA, basierend auf durchgängig nach ISO/IEC geprüften Kategorie 6A-Komponenten erreicht man eine einheitliche, durchgängige Leistungsfähigkeit der gesamten Verkabelungsstrecke und besseren Schutz für die Signalübertragung bis 500 MHz, die bei 10-Gigabit-Ethernet zum Einsatz kommt. Der ISO/IEC-Standard (Komponenten: Cat-6A, Channel: Class EA) bietet dem Anwender somit mehr Reserven und höhere Betriebssicherheit.

Kategorie 7/7A[Bearbeiten]

Globaler Standard außer in den USA. Kategorie 7 (Klasse F) ermöglicht Betriebsfrequenzen bis 600 MHz, Kategorie 7A (Klasse FA) bis 1000 MHz.

Cat-7-Kabel haben vier einzeln abgeschirmte Adernpaare (Screened/Foiled shielded Twisted Pair S/FTP) innerhalb eines gemeinsamen Schirms. Ein Cat-7-Kabel erfüllt die Anforderungen der Norm IEEE 802.3an und ist damit für 10-Gigabit-Ethernet geeignet.

Beispiel Cat-7 Stecker vom Typ TERA

Der RJ-45-Stecker (siehe vorige Kategorien) kann diese Spezifikationen aufgrund der engen Kontaktanordnung nicht erfüllen; alle RJ-45-CAT-7-Patchkabel sind ein Etikettenschwindel (wie auch RJ-45-CAT-7-Netzwerkdosen und -Panels). Um Netzwerkkomponenten gemäß CAT-7 herzustellen, wurden eigens neue Steckverbindungen konzipiert, die im Wesentlichen den Abstand zwischen den Adernpaaren vergrößern.

Während der Normierungsphase zur ISO/IEC11802:2002 und EN50173 wurden verschiedene Steckertypen zur Wahl gestellt. Die Entscheidung fiel auf 2 unterschiedliche Stecker-/Buchsentypen, die heute als einzige zugelassene Kategorie 7/7A-Anschlusskomponenten definiert sind.

  • Nexans GG45 (laut Norm aufgrund seiner Abwärtskompatibilität zu RJ45 bei Officeverkabelungen zu bevorzugen)
  • Siemon TERA (laut Norm für multimediale Applikationen zu bevorzugen)

Nicht genormt wurden die Komponenten

Auf dem Markt führen alle diese Steckverbindungen jedoch noch ein Nischendasein, da derzeit alle gängigen Endgeräte RJ-45-basierend sind, so dass ein solcher Umstieg an jedem Endgerät einen entsprechenden Adapter erfordern würde – außer bei GG-45, der neben dem GG-45-Stecker auch „normale“ RJ-45-Stecker und damit Patchkabel aufnimmt. Heute wird oftmals für qualitativ hochwertige Netzwerkverkabelungen eine CAT-7-Leitung in Verbindung mit CAT-6-Netzwerkdosen/-Patchpanels genutzt, was die gesamte Netzwerkstrecke ungeachtet der „guten“ CAT-7-Leitung auf Klasse E oder EA Niveau (CAT-6) degradiert.

Kategorie 8[Bearbeiten]

Eine Verkabelung nach Kategorie 8 (Klasse G) wird bereits intensiv diskutiert und ist bereits für 2015 geplant.

Cat-8-Kabel sind vierpaarige symmetrische Kupferkabel (40GBase-T), welche für 40-Gigabit-Ethernet geeignet wären.[3]

Kupfer bringt gegenüber Lichtwellenleitern (LWL) die signifikanten Vorteile mit sich, dass einerseits die Gesamtkosten geringer ausfallen, andererseits die Handhabung leichter ist und zudem eine PoE-Fähigkeit (Power over Ethernet) gegeben ist. Die Bandbreite der Cat8-Kabel wird zwischen 1.600 MHz und 2.000 MHz prognostiziert.

Verwendet wird sodann ein RJ-45-Stecker (vergleiche Kategorie 7). Mit diesen Spezifikationen können Entfernungen von ca. 30m bis 100m überbrückt werden.

Verbreitete Twisted-Pair-Kabeltypen (Übersicht)[Bearbeiten]

Name Typ Bandbreite Anwendungen Anmerkungen
Cat1 UTP 0,4 MHz Telefon- und Modem-Leitungen In den EIA/TIA Empfehlungen nicht beschrieben. Nicht für aktuelle Systeme geeignet.[4]
Cat2 UTP 4 MHz Ältere Terminalsysteme, z.B. IBM 3270 In den EIA/TIA Empfehlungen nicht beschrieben. Nicht für aktuellere Systeme geeignet.[4]
Cat3 UTP 16 MHz 10BASE-T and 100BASE-T4 Ethernet In EIA/TIA-568 beschrieben. Nicht geeignet für Geschwindigkeiten über 16 Mbit/s. Heute vor allem als Telefonkabel eingesetzt.
Cat4 UTP 20 MHz 16 Mbit/s Token Ring Kaum noch eingesetzt
Cat5 UTP 100 MHz 100BASE-TX & 1000BASE-T Ethernet In den meisten aktuellen LANs eingesetzt
Cat5e UTP 100 MHz 100BASE-TX & 1000BASE-T Ethernet Verbessertes Cat5. Baugleich mit Cat5, aber mit verbesserten Prüfnormen.
Cat6 UTP 250 MHz 10GBASE-T Ethernet Am häufigsten installierte Kabel in Finnland (nach dem Standard 2002). SFS-EN 50173-1
Cat6a STP 500 MHz 10GBASE-T Ethernet ISO/IEC 11801:2002 Amendment 2.
Cat7 STP 600 MHz 10GBASE-T Ethernet ISO/IEC 11801:2002 Amendment 2.
Cat7a STP 1000 MHz 10GBASE-T Ethernet ISO/IEC 11801:2002 Amendment 2.
Cat7 S/FTP 600 MHz Telefon, CCTV, 1000BASE-TX über dasselbe Kabel. 10GBASE-T Ethernet. vier einzeln abgeschirmte Adernpaare (Screened/Foiled shielded Twisted Pair S/FTP) innerhalb eines gemeinsamen Schirms. ISO/IEC 11801 2. Ausgabe
Cat7a S/FTP 1000 MHz Telefon, CATV, 1000BASE-TX über dasselbe Kabel. 10GBASE-T Ethernet. vier einzeln abgeschirmte Adernpaare (Screened/Foiled shielded Twisted Pair S/FTP) innerhalb eines gemeinsamen Schirms. ISO/IEC 11801 2. Ausgabe, Ergänzung 2.
Cat8 S/FTP 1600 MHz - 2000 MHz Telefon, PoE, 40GBASE-T Ethernet. In Planung - Einführung ca. 2015; Vier einzeln abgeschirmte symmetrische Adernpaare (Screened/Foiled shielded Twisted Pair S/FTP) innerhalb eines gemeinsamen Schirms. IEC 46C/976/NP und ISO/IEC TR 11801-99-1

Zertifizierung[Bearbeiten]

Damit ein Kabel gemäß einer der vorgenannten Kategorien zertifiziert werden kann, muss es bestimmte Anforderungen erfüllen. Beispielsweise müssen für ein Cat-6-Zertifikat die folgenden Punkte vollständig erfüllt sein:

Wiremap Kontrolle der korrekten Verdrahtung
Wellenimpedanz Wellenimpedanz des Kabels
Dämpfung Verringerung der Amplitude
Länge Länge der Übertragungsstrecke
DC-Widerstand Ohmscher Widerstand
NEXT (near end crosstalk) Nahübersprechen
FEXT (far end crosstalk) Fernübersprechen
ELFEXT (equal level far end crosstalk) Verhältnis des übersprechenden Ausgangspegels zum eigentlichen Ausgangspegel
ACR (Attenuation To Crosstalk Ratio) Dämpfung-Übersprech-Verhältnis
powersum NEXT Leistungssumme des Nahübersprechens
powersum ELFEXT Leistungssumme der elektromagnetische Koppelung am entfernten Kabelende
powersum ACR Leistungssumme des Dämpfung-Übersprech-Verhältnis
Return Loss Rückflussdämpfung, Reflexionsdämpfung
NVP (nominal velocity of propagation) verzögerte Signallaufzeit gegenüber der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum
Propagation Delay Signallaufzeit, Gruppenlaufzeit
Delay Skew Signallaufzeitunterschied auf verschiedenen Aderpaaren

Messtechnik[Bearbeiten]

Zur Messung des Übertragungsverhaltens setzt man Netzwerkanalysatoren aus der Hochfrequenztechnik ein. Ein einfacher Netzwerkanalysator mit nur zwei Messtoren misst nur S-Parameter. Zur Messung von Twisted-Pair-Leitungen eignen sich insbesondere Viertoranalysatoren, da diese direkt die M-Parameter messen können. Mittels der M-Parameter lässt sich die Übertragungsfunktion wie auch das Reflexionsverhalten und die Modekonversion der Gleich- und Gegentaktwellen unmittelbar darstellen[5]. Ebenfalls erhält man die Gruppenlaufzeit und die damit verbundenen Verzerrungen aus diesen Messungen.

Siehe auch[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. http://www.iso.org/iso/catalogue_detail.htm?csnumber=36491, ISO/IEC 11801:2002, Information technology -- Generic cabling for customer premises
  2. Vorlage:Internetquelle/Wartung/Zugriffsdatum nicht im ISO-FormatTwisted-Pair-Kabel. sdbj, S. 9, abgerufen am 19. August 2009.
  3. http://www.maerzdv.de/aktuelles/aktuelles-details/period/1408268179///article/8/netzwerkkabe.html
  4. a b CCNA: Network Media Types. Abgerufen am 22. Oktober 2013.
  5.  Holger Heuermann: Hochfrequenztechnik: Komponenten für High-Speed- und Hochfrequenzschaltungen,. 2. Auflage. Vieweg+Teubner-Verlag, Wiesbaden 2009, ISBN 978-3-8348-0769-4.

Weblinks[Bearbeiten]