3M Telecommunications. Solutions for Networks. White. Paper. Kategorie 6A/Klasse EA

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1 3M Telecommunications Solutions for Networks White Paper Kategorie 6A/Klasse EA

2 Kategorie 6A/ Klasse EA Zusammenfassung Die derzeit noch häufi g installierten Klasse D-Systeme stoßen mit dem 1 Gigabit-Ethernet an ihre physikalischen Grenzen. Das 10 Gigabit-Ethernet gewinnt immer schneller an Bedeutung. Den optimalen Investitionsschutz gewährleistet derzeit nur die Installation von Klasse E A Systemen für die horizontale Verkabelung. Inhalt Seite 1. Markttreiber 3 2. Ethernet und Kupfertechnologie Gigabit-Ethernet und Kupfertechnologie Twisted Pair Schirmung Störquellen bei Twisted-Pair-Kabeln 3. Klasse E A Systeme Kat. 6 Kabel 3.2. Funktionssicherheit 3.3. Verbindungstechnik Heute schon an morgen denken 2

3 1. Markttreiber Der Mitte 2006 defi nierte Standard für das 10 Gigabit-Ethernet hat erhebliche Auswirkungen auf die gesamte Netzwerktechnologie. Telekommunikationsunternehmen vereinheitlichen deshalb die IP-Architektur ihrer Next Generation Networks. Das beschleunigt den Anstieg der Bandbreiten vom Weitverkehrnetz über die Metronetze bis zum Übergabepunkt. Damit steigen die Anforderungen an LANs diese Geschwindigkeiten bis zum einzelnen Arbeitsplatz weiterleiten zu können. Die Erfahrung zeigt, dass die dazu notwendigen Hardware-Komponenten sehr schnell an Verbreitung gewinnen und die Applikationen noch schneller diese höheren Bandbreiten ausschöpfen. Damit kann der Bedarf an Bandbreiten größer 1 Gigabit sehr schnell wachsen. Während für längere Strecken ausschließlich Lichtwellenleiter zum Einsatz kommen, stellen Kupferkabel auch weiterhin häufi g die wirtschaftlichste Alternative für den Anschluss von Endgeräten und Punkt-zu-Punkt-Verbindungen dar. Kategorie 6 A -Installationen erfordern besondere Sorgfalt bei der Montage und stellen sehr hohe Ansprüche an die Verbindungstechnik. 2. Ethernet und Kupfertechnologie Gigabit-Ethernet und Kupfertechnologie Der IEEE-Standard für das 10 Gigabit-Ethernet beschreibt acht Übertragungsmedien für das 10 Gigabit-Ethernet. Er umfasst sieben Singlemode und Multimode Lichtwellenleiter-Medien sowie ein Kupfermedium, 10GBase-T. Alle Medien sind voll Duplex fähig und unterscheiden sich vor allem in den möglichen Übertragungsentfernungen. Mit jedem neuen Standard beginnt die Diskussion einer durchgängigen LWL-Verkabelung bis an den einzelnen PC, Fibre-to-the- Desk (FTTD), von Neuem. Die Erfahrung zeigt aber, dass bei allen technologischen Vorteilen der Glasfaser die Kupfertechnologie für zahlreiche Übertragungsstrecken die wirtschaftlichere Alternative ist. Die einfachere Installation und die günstigere Hardware bleiben auch beim 10 Gigabit-Ethernet erhalten Twisted Pair Alle Hochgeschwindigkeits-Kupferkabel setzen auf einen verdrillten Twisted-Pair-Aufbau von vier Adernpaaren. 10GBase-T nutzt alle vier Adernpaare des Twisted-Pair-Kabels. Das 10 GBit/s Signal wird auf 4 Signale zu je 2,5GBit/s aufgeteilt und auf den 4 Leiterpaaren des Kabels übertragen. Dazu kommt ein spezielles Kodierverfahren zum Einsatz. 3

4 Schirmung Der Kabelaufbau hat einen entscheidenden Einfl uss auf die Übertragungsgeschwindigkeit und -qualität. Wichtig ist dabei die Schirmung: U/UTP - Unscreened Unshielded Twisted Pair U/UTP-Kabel sind sehr einfach aufgebaute ungeschirmte Twisted- Pair-Kabel. Das Kabel besteht aus einem Kunststoffmantel, in dem sich die verdrillten Adernpaare befi nden. Das Kabel ist sehr fl exibel und einfach zu verlegen. S/UTP - Screened Unshielded Twisted Pair Das S/UTP-Kabel hat zwischen Kunststoffmantel und den verdrillten Adernpaaren eine Schirmung aus Kupfergefl echt oder Aluminiumfolie. Die Qualität dieser Kabel ist wesentlich höher. Sie stellen das Mindestmaß an Qualität für die Netzwerkverkabelung sicher. S/STP - Screened Shielded Twisted Pair Das S/STP-Kabel ist das hochwertigste Twisted-Pair-Kabel. Zusätzlich zum Schirmgefl echt sind die einzelnen Adernpaare mit einer Aluminiumfolie geschirmt. Dieses Kabel ist weniger fl exibel und daher etwas schwieriger zu verlegen. 4

5 Störquellen bei Twisted-Pair- Kabeln Geschirmte Kabel (STP) weisen eine deutlich bessere Übertragungsqualität und Resistenz gegenüber den technisch bedingten Störquellen auf: Das Nahnebensprechen (NEXT) ist der Signalpegel, der bei einer Signalübertragung über ein Adernpaar in einem benachbarten Adernpaar durch Induktion auftritt. Das Nahneben- oder Übersprechen wird als Verhältnis von Nutzsignal zu induziertem Störsignal in Dezibel (db) angegeben. Der Störspannungsabstand ist der Abstand des Signalspannungspegels im Verhältnis zu Störsignalen. Von der Höhe des Störabstandes hängen Empfängerempfi ndlichkeit, die daraus resultierende Reichweite und die Fehlerrate der Datenübertragung ab. Mit zunehmender Übertragungsfrequenz nimmt die Dämpfung der Signale zu. Mit höheren Frequenzen können deshalb nur geringere Entfernungen überbrückt werden. 5

6 3. Klasse E A Systeme 3.1. Kat. 6 Kabel Mitte 2006 erfolgte die Defi nition von Klasse E A Systemen in der IEEE Norm 802.3an. Damit stehen die Planungen für auf 10 Gigabit- Ethernet vorbereitete Netzwerke auf sicheren Füßen. Bislang setzten die meisten Planer Klasse D- oder Klasse E-Systeme ein, die mit einer Frequenz von bis zu 100MHz bzw. 250MHz arbeiten. Diese bilden die heute überwiegend anzutreffende installierte Basis und erfüllen die Ansprüche bis zum 1 Gigabit- Ethernet. Kat. 5e-Komponenten sind eine genauer spezifi zierte Version von Kat. 5, die hauptsächlich im deutschsprachigen Raum Europas für die Verwendung in Langstrecken-100Base-T-Netzverbindungen zum Tragen kommt. Kat. 5e-Komponenten erfüllen die Spezifi kation EIA/TIA-568A-5, die allerdings mittlerweile durch die Spezifi kation EIA/TIA-568B 2-1 abgelöst wurde und erlauben den Aufbau von mindestens Klasse D Systemen. Die EN50288 defi niert die Anforderungen an Kat. 6-Komponenten für Betriebsfrequenzen bis 250MHz, die den Aufbau von Systemen der Klasse E erlauben. Leistungsfähiger sind Komponenten den Normvorschlag nach Kat. 6 A mit 500MHz. Bandbreite zum Aufbau von Systemen der Klasse E A. 10GBase-T Systeme nutzen alle vier Adernpaare des Twisted-Pair-Kabels. Die 10GBit/s werden auf 4 Signale zu je 2,5GBit/s aufgeteilt und über alle 4 Paare mit einer maximal benötigten Bandbreite von bis zu 477MHz übertragen. 6

7 3.2. Funktionssicherheit Klasse E A -Systeme erfordern besondere Umsicht bei der Planung und Installation. Die Festinstallation muss die minimalen Biegeradien der Kabel ebenso berücksichtigen wie den Schutz der Kabel vor mechanischen Belastungen, insbesondere punktuellen Druck. Diese Einschränkungen gelten auch während des gesamten Installationsprozesses, da ein Unterschreiten des Biegradius oder Klemmungen zu Beschädigungen der Geometrie des Kabelaufbaus und der Schirmung führen können. Die hohe Bandbreite erfordert besondere Maßnahmen gegen physikalische Störeffekte wie das Nahnebensprechen oder Übersprechen am fernen Ende, bei denen sich Signale von einem Adernpaar auf ein anderes übertragen. Die unterschiedliche Verdrillung der Adernpaare und die Schirmung wirken dem entgegen. Eine weitere Fehlerquelle ist das Übersprechen zwischen benachbarten Kabeln oder Anschüssen, das Alien Cross Talking (AXTLK). Nur ein Kabelschirm und speziell darauf abgestimmte Einzelschirmungen von Steckern und Buchsen bieten hier eine ausreichende Sicherheit Verbindungstechnik Die Anforderung an die Schirmung gelten uneingeschränkt auch für die Verbindungstechnik. Für Klasse E A -Systeme eignen sich ausschließlich aufeinander abgestimmte Stecker-Buchsen- Module. Sie müssen einzeln und erdungsfrei geschirmt sein. Das 3M Volition 10GBit/s Kupferverkabelungssystem erfüllt die Anforderungen an LAN-Infrastrukturen mit Übertragungsgeschwindigkeiten für bis zu 10GBit/s. Sein zentrales Element ist das neue, ohne Spezialwerkzeug montierbare 3M Volition RJ45 K10 Modul mit seiner 360 Schirmung. Sie wirkt wie ein Faradayscher Käfi g und sorgt für eine unübertroffene Resistenz gegen das Übersprechen zwischen benachbarten Kabeln, dem AXTLK. Mit der patentierten "One-Click-Technologie" lassen sich die die Stecker schnell an die Installationskabel anschließen. Unterstützt wird die einfache Montage durch einen integrierten Farbcode sowie eine optimierte Aderführung. Das neue Modul ist speziell für 10GBit-Ethernet-Applikationen auf verdrillten Kupferpaaren (10GBASE-T) im Rahmen der Normen ISO/IEC 11801, CENELEC EN und TIA/EIA 568B konzipiert. 7

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