HAUSAUFGABENBUCH HAB SCHULJAHR 2016/2017 NETZWERKTECHNIK BAWI ELEKTROBERUFE GMBH JOCHSTRASSE 15 CH-7000 CHUR

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1 HAUSAUFGABENBUCH HAB SCHULJAHR 0/07 BAWI ELEKTROBERUFE GMBH JOCHSTRASSE 5 CH-7000 CHUR

2 Seite von 9 EIA/TIA 58A Pin Aderfarbe grün/weiss grün orange/weiss blau 5 blau/weiss 5 orange 7 braun/weiss 7 8 braun 8 EIA/TIA 58B Pin Aderfarbe orange/weiss orange grün/weiss blau 5 blau/weiss 5 grün 7 braun/weiss 7 8 braun 8 Nehmen wir an, die Übertragung zwischen zwei PC s (DEE) erfolgt mit Ethernet (0Base-T) oder Fast Ethernet (00Base-T). Für beide Netzvarianten werden jeweils e benötigt. Pin Nr. und verwenden die DEE zum Senden (Tx) und Pin Nr. und zum empfangen (Rx). Werden die zwei Computer direkt über ein Patchkabel miteinander verbunden, müssen die Steckeraufschaltungen eine Auskreuzung der Sende- und Empfangsdrähte berücksichtigen. Solche Patchkabel werden Crossoverkabel (gekreuzte Kabel) genannt. Die Aufschaltung erfolgt auf der einen Seite mit der Norm EIA/TIA 58A und auf der anderen Seite mit der Norm EIA/TIA 58B. BAWI Pin + senden (Tx) Pin + empfangen (Rx) Patchkabel U/UTP Cat. 5e Pin + senden (Tx) Pin + empfangen (Rx) BAWI EIA/TIA 58B EIA/TIA 58A In der Praxis werden alle Pin s belegt ( e aufgeschaltet). Der Übersichtlichkeit zu liebe wurde bei der vorliegenden Darstellung auf die anderen Adern verzichtet!

3 Seite von 9 Im Tertiärbereich (Horizontalverkabelung) werden häufig verdrillte Aderpaare (TP = Twisted Pair) eingesetzt. Hin- und Rückleiter sind gleich aufgebaut. Man bezeichnet sie auch als symmetrische Leitungen (Koaxialleitungen = unsymmetrisch). Sie werden nach ihrer Leistungsfähigkeit (Kategorie) und ihrem spezifischen Aufbau unterschieden. Heutzutage werden meist Kabel der Cat. A verlegt. Nachfolgend die wohl wichtigsten Parameter für den Installateur. Richtwerte mech. Eigenschaften für Cat. A Kabel (symmetrisch 00) Leitermaterial Kupfer (Cu) Verlegetemperatur > 0 C Leiterdurchmesser AWG Betriebstemperatur -0 C...75 C Kabeltyp S/FTP Biegeradius beim Installieren max. 8 x Kabel Anzahl TP pro Kabel Biegeradius nach Installation (fest) max. x Kabel Kabelaussendurchmesser 7.mm Zugfestigkeit 80N (evt. 00N) Kategorie Einzelne Komponenten wie Installationskabel, Anschlussdose und Patchkabel werden in entsprechende Kategorien eingeteilt. Welches Bauteil welcher Kategorie zugeordnet wird, ist von ihrer Leistungsfähigkeit abhängig. Dabei geht es um die übertragbare Frequenz Bandbreite, vorgegebene Dämpfungswerte, die nicht überschritten werden dürfen, Nah- und Fernübersprechwerte, die eingehalten werden müssen usw.. Ganz bestimmte Anforderungen, welche normiert sind und so auch einen Produktevergleich besser zulassen. Klasse Eine Übertragungsstrecke (auch Channel genannt) setzt sich aus mehreren Bauteilen zusammen. Wie erwähnt, entspricht jedes Bauteil einer bestimmten Kategorie. Mit der Klasse wird nun das Leistungsvermögen einer gesamten Übertragungsstrecke beurteilt. Für den Benutzer eines Netzwerkes ist die Klasseneinteilung deutlich aussagekräftiger. Werden nämlich Bauteile unterschiedlicher Kategorien zusammengebaut, bestimmt das schwächste Glied, d.h. jenes mit der geringsten Klasse, die Übertragungsperformance. Es geht dabei um die maximal nutzbare Bandbreite für die gesamte passive Übertragungsstrecke. Sie beschreibt also die Leistungsfähigkeit einer End zu End Verbindung in einem Netzwerk. Die leistungsschwächsten Komponenten bestimmen die Klasse einer Übertragungsstrecke. Beispiel: Installationskabel Cat. A, Steckdose Cat. 5e Einstufung in Klasse D! ACHTUNG: Dank der Verkabelungsnorm lassen sich Komponenten verschiedener Hersteller miteinander vergleichen und innerhalb derselben Übertragungsstrecke entsprechend einsetzen. Trotzdem können solche Herstellermix zu Problemen (z.b. Signalreflexionen) führen!

4 Seite von 9 Siehe bei den werbenden Unternehmungen nach! Sie sind die Profis! Nachfolgend werden folgende Parameter kurz erläutert: Wellenwiderstand Z L Nennausbreitungsgeschwindigkeit NVP Leitungsdämpfung ATT Nahnebensprechdämpfung NEXT Fernnebensprechdämpfung FEXT längenbereinigte Fernnebensprechdämpfung ELFEXT Differenz NEXT zu ATT ACR Rückflussdämpfung RL Power Sum Werte (gilt für Gigabit Ethernet) Messungen können nur nach Linkklassen erfolgen! Es werden nie einzelne Bauteile und somit Bauteilkategorien gemessen! Der Prinzipielle Messaufbau für Kupferdatenleitungen sieht wie folgt aus: Patch Panel verlegtes Kabel Anschlussdose Permanent Link Adapter Messgerät: Kabelanalyser gemessen wird: - Kabellänge - Wellenwiderstand - Leitungsdämpfung - NEXT, RL berechnet wird: - PSNEXT - ELFEXT, PSELFEXT - ACR, PSACR Permanent Link Adapter Remote Gerät gemessen wird: - FEXT - NEXT at Remote berechnet wird: - PSFEXT - PSNEXT at Remote PASS TEST FAIL TALK TOME LOW BATTERY Wellenwiderstand Z L (Leitungsimpedanz) R L G C Aufgrund der hohen Betriebsfrequenzen treten neben dem Wirkwiderstand R, noch die Leitungsinduktivität L, Leitungskapazität C und die Ableitung G in Erscheinung. Die komplexe Kombination aus den erwähnten elektrischen Grössen nennt man Wellenwiderstand. In vereinfachter Weise könnte man sagen, dass es sich um jenen Widerstand handelt, den eine elektromagnetische Welle einer bestimmten Frequenz überwinden muss, wenn sie der Leitung entlang läuft.

5 Seite 5 von 9 Nennausbreitungsgeschwindigkeit NVP (nominal velocity of propagation) Signalgeschwindigkeit in der Kupferader Lichtgeschwindigkeit: c = km/s Mit der Nennausbreitungsgeschwindigkeit gibt man an, wie schnell ein Signal entlang eines Kabels läuft. Die Angabe erfolgt in Prozent der (Vakuum-) Lichtgeschwindigkeit oder lediglich als Faktor. Impulsgeschwindigkeit in der Kupferader NVP = Lichtgeschwindigkeit 00% Ein NVP Wert von 0.75 bedeutet demnach 75% der Lichtgeschwindigkeit 5 000km/s. In Datenkabeln liegt dieser NVP Wert ungefähr zwischen 0%... 80%. Damit die Kabellänge möglichst genau gemessen werden kann, muss der korrekte NVP Wert des entsprechenden Datenkabels am Messgerät eingestellt werden. Heutzutage sind viele Produktedaten bereits in der Messgerätesoftware abgelegt, sodass durch die entsprechende Produktewahl die Werte bereits vorliegen. Trifft dies nicht zu, findet man i.d.r. den NVP Wert auf dem Datenblatt des Kabelherstellers. Bei fehlendem NVP Wert kann, je nach Messgerät, durch die Funktion NVP kalibrieren an einer bestimmten Kabelstrecke mit bekannter Länge (> 5m) der Wert ermittelt werden. Leitungsdämpfung ATT (Attenuation) Mit steigender Leitungslänge nimmt die Schwächung des zu übertragenden Signals zu. Dasselbe bei steigender Signalfrequenz. Es treten Leistungs- resp. Energieverluste auf. Sie führen bei der elektrischen Welle zu einer Verringerung der Amplitude, was als Dämpfung bezeichnet wird. Signalsender Signalempfänger Die Dämpfung wird in db (Dezibel) angegeben und soll möglichst klein sein. Nahnebensprechdämpfung NEXT (near end crosstalk) Ganz allgemein versteht man unter Nebensprechen eine ungewollte Signalübertragung von einem Aderpaar auf ein anderes. Dieses Phänomen tritt auf, weil ein stromführender Leiter ein Magnetfeld bildet, welches auf Nachbaradern eine Spannung induziert und dadurch einen Stromfluss verursacht. Dieses Störsignal lässt sich durch Messen erfassen. Da dieses Störsignal an beiden Enden einer Leitung vorkommt, werden sie messtechnisch durch NEXT und FEXT getrennt beurteilt.

6 Seite von 9 NEXT NEXT NEXT Das Messgerät sendet auf einem Aderpaar ein definiertes Messsignal. Nun misst es, wie viel davon in die verschiedenen benachbarten Aderpaare eingekoppelt wird. Weil es aber darum geht, genau diesen Effekt zu vermeiden, erhalten wir vom Messgerät die entsprechenden NEXT Werte. Sie beschreiben, wie stark dieses Störsignal gegenüber dem gesendeten Messsignal gedämpft wurde. NEXT (in db) soll möglichst gross sein. Sinkt mit steigender Frequenz! Je grösser die Nahnebensprechdämpfung ist, desto geringer sind die unerwünschten Störsignale. Übrigens, muss NEXT von beiden Seiten der Leitung gemessen werden (siehe NEXT@Remote NEXT am fernen Ende der Leitung, gemessen durch das Remote Gerät). Fernnebensprechdämpfung FEXT (far end crosstalk) FEXT FEXT FEXT Wie erwähnt wird NEXT am Kabelende gemessen, an welchem das Messgerät angeschlossen ist und das Messsignal einkoppelt. FEXT ist nun die Nebensprechdämpfung am anderen Ende der Leitung. Da es sich um das ferne Kabelende handelt, spricht man von der Fernnebensprechdämpfung. FEXT (in db) soll möglichst gross sein. Sinkt mit steigender Frequenz! Während der Installation lassen sich bereits Nebensprechprobleme vermeiden, wenn: Datenkabel während der Verlegung vorsichtig behandelt (nicht drauftreten, Kabelbinder nicht zu fest anziehen, scharfe Biegungen und Knicke vermeiden,...) werden. Mindestbiegeradien nach Herstellerangaben beachtet werden. Beim Anschliessen keine Adern verletzt und Verdrillung lange beibehalten werden.

7 Seite 7 von 9 längenbereinigte Fernnebensprechdämpfung ELFEXT (equal level far end crosstalk) ELFEXT ELFEXT ELFEXT Der gemessene FEXT Wert bezieht sich auf den Pegel des Sendesignals und nicht auf jenen des Empfangssignals. Die Angabe berücksichtigt somit die übliche Leitungsdämpfung nicht. Dies lässt sich durch Berechnen auskorrigieren, indem das Messgerät die bereits ermittelte Leitungsdämpfung entsprechend subtrahiert. Daraus ergibt sich sodann das längenbereinigte FEXT. ELFEXT (in db) soll möglichst gross sein. Errechneter Wert durch das Messgerät. Differenz NEXT zu ATT ACR (Attenuation to Crosstalk Ratio) db 0 50 NEXT 0 0 ACR = NEXT ATT 0 0 ATT MHz Für die Übertragungssicherheit ist der Abstand zwischen der Nahnebensprechdämpfung (NEXT) und der Leitungsdämpfung (ATT) sehr wichtig. Die Differenz beider Grössen gibt Auskunft über den Störabstand zwischen dem gedämpften Nutzsignal auf der Übertragungsstrecke (Leitung) und dem Störsignal NEXT. Leitungsdämpfung sowie NEXT sind frequenzabhängig. Beide Werte und somit auch ACR werden mit steigender Frequenz schlechter. ACR (in db) soll möglichst gross sein. Errechneter Wert durch das Messgerät. Rückflussdämpfung RL (Return Loss) In einer Leitung (Ader inkl. Isolation) sind die Materialstrukturen nicht konstant, sodass die Impedanz der Verkabelungsstrecke etwas schwankt. Diese Schwankungen haben zur Folge, dass vom gesendeten Signal ein Teil reflektiert wird. Diese Signalreflexionen schwächen das eigentliche Nutzsignal, was es möglichst zu vermeiden gilt. Sie verursachen zudem eine hohe Bitfehlerrate. Übrigens sind auch Steckverbindungen kritisch für RL (sowie für NEXT). RL (in db) soll möglichst gross sein. Gemessener Wert durch das Messgerät.

8 Seite 8 von 9 Power Sum Werte (gilt für Gigabit Ethernet) Bei 000Base-TX (Gigabit Ethernet) werden zur selben Zeit alle vier Aderpaare für s Senden und Empfangen benötigt. Ein Aderpaar wird dadurch nicht nur von einem Leiterpaar, sondern von deren beeinträchtigt. Die Leistung der drei störenden Signale ist deshalb zu summieren (Power Sum). PSNEXT und PSELFEXT (in db) soll möglichst gross sein. Errechneter Wert durch das Messgerät. Verdrahtungsplan (Wiremap) Mit Kabelanalysern lässt sich auch die Verdrahtung der vier Aderpaare überprüfen. Nachfolgend vier mögliche Fehlerdarstellungen (der Übersichtlichkeit zu liebe nur Aderpaare eingezeichnet). Offene Stelle im Leiter auf Pin. Der Unterbruch befindet sich in der Nähe der Haupteinheit. Kurzschluss zwischen Pin und Pin. Aderaufschaltung vertauscht zwischen Pin und Pin. Vertauschte Verdrillung in / und /. Das Messen einer Netzwerkinstallation soll nicht als Strafe empfunden werden! Es dient dem Installateur als Qualitätsnachweis für seine saubere Arbeit und bildet dank den Längenmessungen oft die Grundlage für die Abrechnung.

9 Seite 9 von 9 Zusatz für Profis Auflistung hat keinen Anspruch auf Vollständigkeit! CHECKLISTE FÜR DIE AUSWAHL VON VERTEILSCHRÄNKE Typ: Standschrank mit Nivellierfüssen Wandschrank Laborgestell üblicherweise werden 9 Racks eingesetzt ( = 5.mm 9 = 8.mm) Anzahl HE bestimmen ( Höheneinheit =.5mm) gängige Rackgrösse = HE Abmessungen des Schrankes festlegen (Breite x Tiefe x Höhe) 00 x 00 x 000 (B x T x H) 00 x 000 x 000 (B x T x H) 00 x 00 x 000 (B x T x H)... Türbandung festlegen (links- oder rechtsbandig). Fronttüre aus Glas (sichtbar) oder aus Stahlblech (unsichtbar)? 800 x 800 x 000 (B x T x H) 800 x 000 x 000 (B x T x H) 800 x 00 x 000 (B x T x H)... Rücktüre aus Glas (sichtbar), Stahlblech (unsichtbar) oder gar keine Türe? Türe/n abschliessbar? Wenn ja, mit Profilhalbzylinder / Schwenkhebel? Seitenwände ja/nein? Wenn ja, aus Stahlblech verschraubt oder ebenfalls abschliessbar? Deckel ja/nein? Wenn ja, mit oder ohne Kabeleinführung (Standort der Kabeleinführung definieren)? Dachausführung zur Warmluftabfuhr angehoben? Schranksockel ja/nein? Wenn ja, welche Dimension, Oberflächenbehandlung und Farbe? Oberflächenbehandlung des Schrankes (z.b. verzinkt pulverbeschichtet) und Schrankfarbe (RAL...)? 9 Holme mit T Nut oder mit Lochraster? Ist ein Lüfter (mit Thermostat) oder eine Wasserkühlung erforderlich (wegen verursachter Abwärme)? Kleinklimaanalge für den Ein- oder Anbau an den Schrank? Welches Zubehör wird für die Innenausstattung benötigt (Panel, Schubladen, Fachböden,...)? Rangierkabelführung unterhalb der Verteilfelder oder seitlich (bei senkrechter Kabelführung)? Profilschienen und Standort zur Führung / Befestigung der Netzwerkkabel? Kabeleinführungen mit Schaumgummi, Bürstenleisten oder gar nichts? Erdungsset und Steckdosenleisten? Schaltplantasche zur Hinterlegung der Dokumentation? Schrankbeleuchtung? Schranküberwachungssystem (Temperatur-, Feuchtigkeits-, Erschütterungs-, Zugangssensoren, Chip- / Magnetkartenleser, Zahlencodeschloss,...) und Feuerlöschanlage? Der Autor hat jegliche Sorgfalt walten lassen, um korrekte Informationen / Daten / Bilder etc. zu publizieren. Für allfällige Fehler oder Unvollständigkeiten übernimmt er weder eine Garantie noch juristische Verantwortung oder irgendeine Haftung.