Verkabelung für Gigabit Ethernet

Transkript

1 LANLINE-FORUMSGESPRÄCH Verkabelung für Gigabit Ethernet Mit Hochgeschwindigkeitsanwendungen wie Gigabit Ethernet sind Kupferverkabelungen nach Kategorie 5/Klasse D an ihre Grenzen gelangt. Selbst so manches Glasfaserkabel ist dafür nicht mehr unbedingt geeignet. Die internationalen Normungsgremien entwickeln für diese Anwendungen gerade neue Kupferstandards, doch mit einer Verabschiedung ist frühestens Ende 2000 zu rechnen. Damit steht ein Anwender, der jetzt verkabeln muß, vor einem Problem. Die Bundesanstalt für Arbeit hat 1996 die Tertiärverkabelung in 850 Gebäuden ausgetauscht und schon damals 600- MHz-taugliche Kabel verlegt. Gigabit Ethernet sei dort nach Einschätzung von Michael Bremer schon seit Jahren kein Thema mehr. Bremer weiter: Wir haben uns nicht für LWL bis zum Arbeitsplatz entschieden, weil das der diensteneutralen strukturierten Verkabelung widerstrebt. Und Telefonanwendungen für LWL sind derzeit nicht bezahlbar. Außerdem ließen sich die Planer der Bundesanstalt für Arbeit nicht vom plötzlichen Aufkommen von Anwendungen beirren, die für acht Adern ausgelegt sind, weil es nach ihrer Einschätzung bisher immer so war, daß nach kurzer Zeit im europäischen Raum vieradrige Anwendungen auf den Markt kamen. Deshalb sind dort zur Zeit austauschbare RJ45- Stecker im Einsatz. Aus Gründen der Sparsamkeit hätten sie sich nur für hochwertige Materialien entschieden und darauf geachtet, daß die Installation von ausgebildetem Personal durchgeführt wird. Bremer zu dieser Entscheidung: Es würde unendlich teuer, wenn man die Verkabelung eines ganzen Gebäudes austauschen müßte, weil die Leistungswerte nicht erreicht werden. Wenn ein Unternehmen heute eine neue Verkabelung benötigt, geht der Consultant Dr. Christian Scharff folgendermaßen vor: Er analysiert zunächst bis ins Detail die Situation beim Kunden und klärt dabei ab, welche Ausstattung er derzeit hat und was in den nächsten Jahren insbesondere an Anwendungen geplant sind. Darauf basiert die Planung der neuen Vekabelung: Dabei gibt es die zwei Tendenzen Fiberto-the-Desk und strukturierte Verkabelung. Die letztendliche Entscheidung für eine der beiden Strukturen ergibt sich aus den Ergebnissen der Analyse. Will ein Unternehmen eine modular aufgebaute und auftrennbare Vernetzung, um zum Beispiel Teiletagen separat vermieten zu können, würde sich von vorn herein ein Collapsed Backbone mit Glasfaser bis zum Arbeitsplatz verbieten. In solchen Fällen empfiehlt er im Tertiärbereich eine hochwertige Kupferverkabelung. Es muß dabei aber nicht unbedingt ein modulares Stecksystem eingesetzt werden, sondern es könnten auch geschirmte RJ45-Steckverbinder und Kabel nach der künftigen Kategorie 6 (200/250 MHz) sein. Das gilt zum Beispiel für Unternehmen, bei denen in den nächsten Jahren nicht mit einem drastischen Anstieg der Übertragungsraten zu rechnen ist. Sollte es später bei einigen Arbeitsplätzen Die Teilnehmer des Forumsgesprächs doch zu hohen Übertragungsraten kommen, ließen sich auch diese RJ45-Dosen austauschen. Weiß ein Unternehmen aber, daß über das Netz demnächst ständig Anwendungen mit sehr hohen Übertragungsraten laufen werden, und es verfügt zudem über sehr wenig Wartungspersonal, würde besser Glasfaser in Frage kommen. Doch sollte der Anwender immer abwägen, daß die strukturierte Verkabelung eine etablierte, bewährte und genormte Technik ist. Deshalb realisiert sein Unternehmen im Tertiärbereich meistens eine hochwertige Kupferverkabelung mit geschirmter Technik. Ungeschirmte Kabel kämen so gut wie nie zum Einsatz. Dabei betont Dr. Scharff: Das liegt aber nicht an unseren persönlichen Präferenzen. In Deutschland wird hauptsächlich geschirmte Technik eingesetzt, bei den Projekten im Ausland sieht das anders aus. Wir richten uns nach den Anforderungen des Kunden und liefern ihm hierzu eine Entscheidungsgrundlage. Die LANline-Redaktion befragte im Rahmen eines Forumsgesprächs acht Experten aus der LAN-Verkabelung nach möglichen Lösungswegen. Zu ihnen zählen Michael Bremer von der IT-Projektorganisation der Bundesanstalt für Arbeit. Er ist zudem Anwendervertreter im deutschen Normungsgremium für Verkabelung (GUK 715.3). Auch Yvan Engels, Senior-Produktmanager bei Kerpen, ist in diesem Ausschuß. George Grella leitet das Systemhaus Deltacom in Frechen, und Ernst Klees ist Geschäftsführer der Dätwyler Kabel und Systeme GmbH. Als unabhängiger Berater beteiligte sich Dr. Christian Scharff, Inhaber der ibs Netzwerktechnik in Kirchheim bei München. Dr. Peter Schelbert vertritt als technischer Manager von Lucent Technologies die ungeschirmte Seite. Dr. Waldemar Stöcklein, Leiter der Vertriebsunterstützung Communication Cables bei Siemens ICP, und Frank Wittenburg, Produktmanager bei Alcatel Data Cables in Berlin, vervollständigen die Gesprächsrunde. MESSTECHNIK Bei der Auswahl eines Systems sollte auch bedacht werden, wie sich die Abnahmemessungen gestalten werden. Für Link-Messungen nach Kategorie 7 (600 MHz) 14 LANline Spezial Verkabelung V/1999

2 Michael Bremer arbeitet in der IT-Projektkoordination der Bundesanstalt für Arbeit und ist Anwendervertreter im DKE GUK Er rät Unternehmen, bei der Material- und Dienstleisterwahl vor allem auf Qualität zu achten. fehlen für George Grella, Geschäftsführer und Berater des Systemhauses Deltacom, zum Beispiel die meßtechnischen Grundlagen: Es gibt keine Geräte und auch keine Normung dafür. Aus diesem Grund führt sein Systemhaus keine Kategorie-7-Messungen durch. Dätwyler dagegen läßt seine 600-MHz-Netze von einem unabhängigen Meßinstitut auf der Baustelle zumindest vom Verteilerfeld aus mit Netzwerk- Analyzern durchmessen. Die Meßtechnik sei laut Ernst Klees zwar im Detail noch nicht festgelegt, doch er vertraue einem Fachmann in Hochfrequenzmeßtechnik mehr als einem Ungelernten, der ein Meßgerät für 5000 Mark einsetzt. Ihm ist ein ungenormtes Meßsystem lieber, bei dem der Anwender weiß, wie er den Stecker anschließen und das Meßgerät kalibrieren muß, als ein Anwender, dem vorgegaukelt würde, daß er ein phantastisches Meßgerät in Händen hält, damit aber nicht umgehen kann. Doch die Messung solcher hochfrequenten Systeme müßten sehr genau dokumentiert sein, da es keine fertigen Meßsysteme dafür gibt. Bis 300 MHz könne der Installateur heute beispielsweise den Omniscanner von Microtest einsetzen, der über eine Dynamik von 100 db verfügt. Im Praxiseinsatz hätte sich aber gezeigt, daß kaum einer auf der Baustelle damit umgehen könne. Klees weiter: Allein die mitgelieferten Anschlußschnüre lassen es gar nicht mehr zu, daß ich tatsächlich mit einer Dynamik von 100 db arbeite. Außerdem, wirft Dr. Waldemar Stöcklein von Siemens ein, muß sich der Systemanbieter für sein System einen systemspezifischen Channel-Adapter herstellen. Bei der Installation der Arbeitsamtnetze war der 300- MHz-Tester noch nicht verfügbar. Deshalb wurden die 600- MHz-Installationen an jedem verlegten Kupfer-Link bei 100 MHz auf einen ACR (Attenuation to Crosstalk Ratio) von 14 überprüft. Michael Bremer begründet diese Vorgabe: Damit sind wir 10 db über die Normwerte gegangen, und wollten damit dem ausführenden Vertragspartner signalisieren, daß er dafür nur ausgebildetes Personal einsetzen kann. Wir haben nicht am Material gespart und wollten sicherstellen, daß die hohen Reserven des Materials nicht durch schlechte Installationen zunichte gemacht werden. Man muß sich nur vergegenwärtigen, daß nur ein Prozent schlechte Installationen bei 850 Gebäuden immer noch acht bis neun Gebäude sind. Für die LANline-Redaktion ist die logische Konsequenz daraus, nie den günstigsten Anbieter zu wählen. Die Planer sollten vielmehr eine Untergrenze der Preise festlegen und alle Preisangebote unter dieser Grenze ablehnen, Dr. Christian Scharff leitet das Consulting-Unternehmen ibs Netzwerkplanung & Consulting in Kirchheim bei München. Seiner Meinung nach ist eine detaillierte Bedarfsanalyse zum Projektanfang das Wichtigste, um eine optimal den Kundenbedürfnissen angepaßte Verkabelung zu erhalten. weil sie dort davon ausgehen können, daß nur noch minderwertige Qualität eingesetzt werden kann. Auch der Qualifizierungsstand der Monteure ist wichtig. Denn es gibt laut Michael Bremer und Ernst Klees viele schwarze Schafe auf dem Markt. Daß auf den Baustellen keine Fachleute mehr zu finden sind, sondern hauptsächlich angelernte Hilfskräfte, dafür macht Ernst Klees vor allem den Preisdruck verantwortlich. SYSTEM ODER MIX-AND- MATCH Nach Einschätzung von George Grella sind vor allem Installationsunternehmen und Systemhäuser derzeit verunsichert. Viele sähen Kategorie 6 (200 MHz) und besonders Kategorie 7 (600 MHz) als Marketingobjekte an. Sie würden ihr Urteil zum Beispiel davon abhängig machen, ob der Hersteller Zertifizierungen vorweisen kann oder nicht. Doch er ist der Ansicht, daß die Problematik von den existierenden Produkten für Gigabit Ethernet ausgeht: Bei den Abnahmemessungen, die wir durchgeführt haben, stellten wir fest, daß sehr viele installierte Verkabelungen nicht einmal der amerikanischen Kategorie 5E (TIA/ EIA) für 100 MHz entsprechen. Sie sind damit in keiner Weise zukunftsträchtig. Sein Systemhaus Deltacom ließ einige Systeme, die angeblich der künftigen Kategorie 6 entsprechen sollen, von einem unabhängigen Meßinstitut durchmessen. Dabei stellte sich heraus, daß sie die Grenzwerte des Normentwurfs nicht einhalten. Und selbst wenn einzelne Komponenten der Kategorie 6 entsprächen, sei damit noch nicht gewährleistet, daß diese Komponenten, also Kabel, Stecker sowie Patch-Kabel auch aufeinander abgestimmt sind. Bei der Überprüfung von Komponenten von vielen verschiedenen Herstellern soll sich laut George Grella herausgestellt haben, daß bis auf drei oder vier Systeme alle durchgefallen seien. Es käme zum Beispiel darauf an, ob das Patch-Kabel ein Kategorie-7-Kabel, eines mit einem Durchmesser von AWG 27 oder 26 ist, und welcher Stecker von welchem Hersteller benutzt wird. All das sei ausschlaggebend für einen Kategorie-6-Channel. Deshalb rät Grella Installateuren: Selbst wenn ein Hersteller für sein System einen Link nach Kategorie 6 zertifiziert hat, erreicht man das noch lange nicht nach 16 LANline Spezial Verkabelung V/1999

3 George Grella ist Geschäftsführer und Berater des Systemhauses Deltacom in Frechen. Für ihn ist eine Kategorie-6-Verkabelung mit S/FTP optimal für Gigabit-Ethernet-Anwendungen. einer Installation. Das heißt, man braucht mehr Reserven. Die zertifizierte Link-Messung muß mindestens drei bis vier Dezibel Reserve enthalten, damit der Installateur nach der Installation tatsächlich einen Link nach Kategorie 6 garantieren kann. Außerdem hatte das Systemhaus vor kurzem eine Messung bei einem schweizerischen Unternehmen, wo Patch-Kabel und Stecker einer Verbindung ausdrücklich mit Namen dokumentiert werden mußten. Dabei hätten nur zwei Steckersysteme den Test bestanden. Der eine ist von Krone, und der andere ist der neue EMT-Stecker von AMP. Alle anderen sind laut Grella durchgefallen. Channel-Messungen sind in der Praxis nur schlecht meßbar. Deshalb betrachten Unternehmen wie Alcatel Data Cables bei den Messungen immer den installierten Link. Zum einen ließen sich Channel-Messungen nicht von einem unabhängigen Meßinstitut zertifizieren, und zum anderen würden gerade Patch-Kabel beim Anwender häufig ausgetauscht werden. Frank Wittenburg zur Alcatel-Strategie: Wir propagieren in Deutschland Open-Systems. Das heißt, wir machen derzeit mit einigen namhaften Herstellern Link-Tests und gewährleisten dann auch Gigabit Ethernet auf den Permanent- Links mit den Komponenten der Hersteller, die die GHMT (Gesellschaft für Hochfrequenztechnik in Bexbach) vorher für uns zertifiziert hat. Und damit stehen wir dafür gerade. Einige der Runde sind strikt gegen Mix-and-Match-Systeme. Dr. Schelbert von Lucent beispielsweise gibt zu bedenken, daß dort vor allem das EL- FEXT und die Rückflußdämpfung (Return Loss) kritische Werte darstellen, wenn nicht aufeinander abgestimmte Kabel, Stecker und Patchpanel verwendet werden. Es sei in der Hochfrequenztechnik schon lange bekannt, daß die Schnittstellen Stecker, Kabel, Buchse auch elektrisch aufeinander angepaßt sein müssen. Dr. Schelbert weiter: Lucent hat mit Kategorie 6 von vornherein den Channel definiert, weil das für die aktiven Geräte das Entscheidende ist. Bei Kategorie 7 ging man dagegen von den Komponenten aus. Eine simple Addition der Meßwerte ist falsch, weil Reflexionen Amplitude und Phase besitzen. Somit wäre es kein Wunder, wenn bei Mix-and- Match enorme Reflexionen entstünden. Aus diesem Grund gäbe es von Lucent nur ein System mit aufeinander abgestimmten Komponenten, wobei der gesamte Permanent- Link der Norm entsprechen müßte. Dr. Stöcklein von Siemens wirft dagegen ein, daß der Permanent-Link eigentlich nur die halbe Wahrheit sei: Jeder, der die Anwendung kennt, weiß, daß es erst beim Patch- Kabel richtig interessant wird. Im Prinzip müßte für den Anwender schon der Channel das Interessante sein. Für Grella ist dabei nicht nur das Patch- Kabel, sondern vor allem der Steckverbinder die Schwachstelle. Kabel wären dagegen unproblematisch. Ernst Klees von Dätwyler gibt hierbei zu bedenken, daß man eine Dose auch für einen bestimmten Stecker optimieren könne. Auf diese Weise ließe sich für jeden beliebigen RJ45-Stecker ein funktionierender Kategorie-6- Link realisieren. Dabei würden die kapazitiven Verluste durch geometrische Anpassungen kompensiert. Doch das würde dann nur für diese Stecker-/ Dose-Kombination gelten. Wird ein anderer Stecker für die Dose verwendet, funktioniert es nicht mehr. Eine Kompensation läßt sich also nicht so ausgestalten, daß sie für alle paßt. Damit zeigt sich, daß der Anwender künftig nur schwer darum herum kommen wird, sich vertrauensvoll in die Hände eines Herstellers zu begeben. Für Ernst Klees konnte die Mischbarkeit bei der Kategorie 5 auch nur über das Schlupfloch Link-Spezifizierung ermöglicht werden: Ein Klasse-D- Link ist nicht nur realisiert, wenn alle Komponenten der Kategorie 5 entsprechen, sondern auch mit Komponenten, die nicht Kategorie 5 entsprechen und im Zusammenspiel die Werte einhalten. Über diese Möglichkeit spricht nur niemand, weil keiner wieder das Rechnen anfangen möchte. Der Anspruch der Normierung, daß der Anwender die freie Wahl hat und nicht von einem Anbieter abhängig ist, zählt laut Yvan Engels von Kerpen immer noch zu den Zielen der Normierung. Und Michael Bremer sieht auch, daß in die Übertragungsstrecke die Verschleißkomponenten an beiden Enden mit eingehen: Und wenn man dort vom Prinzip her nur auf ganz bestimmte Teile festgelegt ist, liegt man in den Fängen eines einzigen Herstellers. Das war nie Ziel der Normierung. Da das ins Extrem getrieben nicht anwenderfreundlich ist, hält die Norm Ernst Klees ist Geschäftsführer der Dätwyler Kabel + Systeme GmbH in Neufahrn. Für ihn ist vor allem der große Preisdruck im LWL-Bereich dafür verantwortlich, daß Glasfasernetze oft mit spröden Fasern und schlecht ausgebildeten Monteuren errichtet werden. laut Yvan Engels weiter an den zwei Modellen fest: Einmal dem Link-Ansatz (das ist der Systemansatz) und auf der anderen Seite der Komponentenansatz. In der Normierung wird zur Zeit heftig diskutiert, ob und wie das realisierbar ist. Die Frage ist, soll die Normierung an der Rückwärtskompatibilität festhalten oder sie aufgeben? Muß ein System oder eine Komponente rückwärtskompa- 18 LANline Spezial Verkabelung V/1999

4 tibel sein zur installierten Basis? Und das ist nach Einschätzung von Dr. Schelbert von Lucent ein großes Bedürfnis der Anwender. Doch Yvan Engels gibt zu bedenken, daß selbst Systemhersteller das nur sehr schwer einhalten werden können. Denn die Systeme müßten zu allen Komponenten am Markt rückwärtskompatibel sein, also für alle Komponenten das Mix-and-Match gewährleisten können. Das geht seines Erachtens nur, wenn die Norm auf Mix-and-Match abgestimmt ist. Deshalb sollte, wer seine Verkabelung vor Verabschiedung der Normierung durchführen will, derzeit am besten auf ein System setzen. Dieses System muß laut Ernst Klees aber nicht aus Komponenten eines Herstellers bestehen. Wenn es Zertifikate von einem unabhängigen Prüfinstitut gibt, daß die Komponenten zusammenpassen, sei auch ein gemischtes System möglich. Dr. Stöcklein fügt ergänzend hinzu: Dabei muß dem Anwender aber immer klar sein: Es existiert keine verabschiedete Norm. Solange keine offizielle Meßvorschrift vorliegt, gibt es noch viel Spielraum, die der Hersteller mal mehr oder mal weniger ausnutzen kann. STECKER FÜR KATEGORIE 7 Die größte Crux bei der Datenverkabelung ist für Michael Bremer der RJ45-Stecker, der als Telefonstecker konzipiert wurde und nun für Frequenzen jenseits der 100 MHz eingesetzt wird. Doch Weiterentwicklungen sollen ihn laut Ernst Klees mittlerweile durchaus 100-MHz-tauglich gemacht haben. Außerdem ist es seiner Meinung nach der einzige Stecker, der weltweit eingesetzt wird. Die Firma Kerpen setzt für sein 600-MHz-System aber einen Multimediastecker von BKS ein und wollte ihn für Kategorie 7 normieren lassen. Beim Treffen in Berlin fiel die Entscheidung allerdings auf ein RJ45-Modell von Alcatel. Yvan Engels kommentiert diese Entscheidung: Einen normierten RJ45-Steckverbinder für die Kategorie 7 begrüßen wir für den Wandauslaß. Denn dort gehört er auch hin. Und damit können die Normungsarbeiten für Kategorie 7/Klasse F (600 MHz) abgeschlossen werden. Somit ist nämlich auch eine strategische Entscheidung gefallen: 1995 hat man die Kategorie 5/Klasse D als das Nonplusultra festgeschrieben. Doch viele Westeuropäer waren mit der recht schwachen Festlegung und den Kompromissen bei ACR und NEXT schon damals unzufrieden. Und vier Jahre später wird diese Einschätzung mit der Einführung von Gigabit Ethernet bestätigt. Kategorie 5/Klasse D wurde zum Bottleneck. Die Gigabit-Ethernet-Allianz empfiehlt deshalb für Neuinstallationen deutlich bessere Verkabelungen. Dieser Bedarf an Reserven führte zu den neuen Klassen E und F. Damit gibt es heute wieder verschiedene Lager: Die einen machen mit Kategorie 7/Klasse F (bis 600 MHz) einen richtigen Schritt in die Zukunft und andere gehen in kleinen Schritten vorwärts und setzen auf die Kategorie 5 Dr. Waldemar Stöcklein leitet die Vertriebsunterstützung des Bereichs Kommunikationskabel bei Siemens ICP. Er ist der LWL-Spezialist bei Siemens und sieht die Glasfaser langfristig als das Medium der Zukunft. Enhanced der amerikanischen EIA/TIA oder auf die Kategorie 6/Klasse E bis 250 MHz. Bei der Kategorie 7/Klasse F ist es letztlich egal, welche Steckverbinder dafür normiert sind, und es wird auch eine Meßtechnik dazu geben. Es war immer schon so, daß als erstes die Kabel auf den Markt kamen, zwei Jahre später die Steckverbinder und drei Jahre später die zugehörige Meßtechnik. Den BKS-Stecker will Kerpen weiterhin als proprietären Stecker für Multimedianetze in seinem System einsetzen. Engels sieht sich mit diesem Stecker bei Kategorie 7 auch nicht am richtigen Ort, da der Stecker deutlich mehr leisten würde als die Normierung derzeit im Visier hat, nämlich die Telefonie und Datenübertragung. Der EC7 eigne sich dagegen auch für die Übertragung von TV-Signalen. Und an dieser Stelle stellt sich die Frage, wer überhaupt Anwendungen fährt, für die er eine 600-MHz-Verkabelung oder gar darüber benötigen könnte. Ernst Klees ist zum Beispiel noch nicht einmal Gigabit Ethernet in der Praxis begegnet. Hochfrequente Dienste werden für Standardanwendungen noch nicht eingesetzt. Er stellt aber fest, daß zumindest zwei in dieser Runde Video über das LAN einsetzen. Und bei Video-Breitbandübertragung liege die Bandbreite in der Größenordnung von 500 MHz. Solche Anwendungen benötigen mehr Bandbreite als digitale Anwendungen, weil modulierte Signale übertragen werden müssen. KATEGORIE 7 NUR MARKE- TING? Für Lucent Technology sind Twisted-Pair-Kupferkabel mit einer Bandbreite von 600 MHz nichts anderes als Augenwischerei. Dr. Peter Schelbert erklärt das über die Informationstheorie von Claude Shannon (Bell Labs 1948). Demnach wird die Bandbreite als Frequenzband definiert, in dem 95 Prozent der Signalleistung enthalten ist. Angewendet auf die Kategorie 6 und 7 heißt das, daß die Bandbreite 100 MHz ist. Wird die übliche Definition der 3-dB-Bandbreite verwendet, dann hat ein sogenanntes Kategorie-7-Kabel (600 MHz) eine tatsächliche Bandbreite 20 LANline Spezial Verkabelung V/1999

5 von nur 3 MHz. Die Bandbreite bei Kategorie 6 und 7 ist fast gleich, doch für Kategorie 6 (UTP) sei bereits der komplette Channel inklusive Stekker und ELFEXT spezifiziert. Die Dämpfung nach dem Kategorie-7-Draft liegt bei 54 db. Das ist ein Faktor von mehr als Nach Ansicht von Dr. Schelbert ist die aktive Industrie der hohen Dämpfung wegen nicht an 600 MHz/Kategorie 7 interessiert. So gibt es keine Firma, die derzeit zum Beispiel an einem Gigabit-Ethernet-Standard auf zwei Paaren mit Bandbreiten von 600 MHz entwickelt. Und weltweit würden hochfrequente Anwendungen wie Kabel-TV auch über Kategorie-6-Verkabelungen von Lucent laufen. Doch das Unternehmen würde nie angeben, daß es eine Bandbreite von 250 MHz hätte, sondern der Kunde erhielte eine Garantie für einen Datendurchsatz von 1 GBit/s. Denn würde man es genau nehmen, blieben bei einem 600-MHz-Kabel laut Draft bei 3 db Bandbreite nur noch 3 MHz für die Datenübertragung. Doch diese 3 db Bandbreite sind laut Ernst Klees für die Anwendung nur wenig relevant. Viel wichtiger sei die 32-dB-Dynamikbandbreite von Sender und Empfänger. Das ist der Bereich, den der Empfänger noch detektieren kann. Setzt man dafür einen 2,5-Volt-Standardsender, einen Standard-Transceiver und einen Standardempfänger ein, dann könne die Netzwerkkarte noch die 20 mv detektieren. Das sind umgerechnet auf den Ausgangspegel des Senders 32 db. Nachdem die Werte durch die Normierung vorgegeben sind, könne man außerdem davon ausgehen, daß es durchaus machbar sei. Darauf antwortet Dr. Schelbert: Dem Anwender soll damit klar werden, daß die Werte der Normen nicht das aussagen, was gemeinhin angenommen wird. Und Kategorie 6 würde für Gigabit Ethernet voll ausreichen. Die amerikanische Kategorie 5 Enhanced sei nur Frank Wittenburg ist Produktmanager bei Alcatel Data Cables in Berlin. Er ist der Meinung, daß auch bei Kategorie 6 und 7 noch Open-Systems möglich sind. bis 100 MHz spezifiziert und deshalb wahrscheinlich schon in einem Jahr veraltet. Auch George Grella ist der Ansicht, daß der Sprung von Kategorie 5 auf Kategorie 6 viel einfacher zu vollziehen sei als der von Kategorie 5 auf Kategorie 7. Das beträfe vor allem Schirmung und Übertragungsfrequenzen. Yvan Engels wundert die neue Lucent-Argumentation. Denn zu AT&T-Zeiten habe das Unternehmen lauthals verkündet: Die Bandbreite hört bei 100 MHz auf, und den Rest wird die Elektronik regeln. Seit einem Jahr hätte das Unternehmen seine Einstellung revidiert und wie die geschirmte Fraktion erkannt, daß mehr Bandbreite notwendig ist. Somit hätte auch Lucent erkannt, daß die Elektronik nicht alles retten kann, sondern daß Datenautobahnen notwendig sind, die die Bandbreite zur Verfügung stellen. MIT ODER OHNE SCHIRM Auch für Yvan Engels zählt die Dämpfung zu den zentralen Problemen. Dabei hätten aber geschirmte Kabel gegenüber ungeschirmten einen großen Vorteil. Denn gerade bei UTP- Kabeln würde die Dämpfung mit steigender Frequenz und Temperatur nicht mehr durch die Seele des Kabels beeinflußt, sondern massiv durch den Mantel. Der direkt auf der Seele des Kabels aufgebrachte Mantel ist ein Dielektrikum und damit frequenz- und temperaturabhängig. Steigende Temperatur und Frequenz wirken sich somit negativ auf die Übertragung aus. Deshalb will die Normung ungeschirmte Kabel mit 0,4 Prozent pro Grad Celsius versehen. Etwa 90 Prozent der UTP-Verkabelungen haben PVC-Mäntel und sind stark abhängig von der Dielektrizitätskonstante ε R, die mit der Frequenz zunimmt. Bei geschirmten Kabeln trennt der Schirm die Seele vom Mantel, so daß der die Dämpfungseigenschaften nicht beeinflussen kann. Dr. Schelbert kontert darauf: Durch die Verdrillung der Drähte bleibt das Feld innerhalb des Mantels. Der Mantel hat einen verschwindend kleinen Einfluß. Bei unseren Kabeln kennen wir keine Probleme dieser Art, andere Hersteller mögen mit ihrem Material durchaus Probleme haben. Messungen bei Kerpen sollen ergeben haben, daß ungeschirmte Kabel bei 80 MHz eine deutlich höhere Dämpfung aufweisen als geschirmte. Auch bei Messungen von Siemens soll UTP deutlich schlechter abchneiden als geschirmtes Kabel. ELEKTROMAGNETISCHE VERTRÄGLICHKEIT (EMV) Doch nicht nur die Dämpfung, vor allem die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV), kann bei UTP-Verkabelungen ausschlaggebend werden. Das ist ein zentraler Punkt, warum in Deutschland und vielleicht auch in der Schweiz so wenig UTP-Verkabelungen eingesetzt werden. Das sehen laut Dr. Schelbert vor allem die Netzwerkfachleute in den traditionell geschirmten Ländern so. Denn in der Schweiz sei Lucent mittlerweile der größte Systemanbieter und das Thema vom Tisch. Entscheidend für die EMV sei die Symmetrie des UTP-Kabels. Und bei Gigabit Ethernet sei die EMV bereits mit eingeplant. Die aktive Seite hat die Bandbreite auf 80 MHz festgelegt und die zugehörigen EMV-Messungen durchgeführt. Und selbst bei geschirmten Verkabelungen können EMV-Probleme auftreten, wenn der Schirm nicht beidseitig gut aufgelegt ist. In vielen Installationen sei das nicht einmal eingeplant. Der Schirm würde bewußt aufgetrennt oder an einer Seite nicht aufgelegt, was beides zu EMV- Problemen führt. Gigabit Ethernet erreicht laut Standard nur die EMV-Klasse A, die für Büroräume in Deutschland nicht zugelassen ist. Doch laut Dr. Schelbert haben die Gigabit-Ethernet-Allianz und IEEE 1000Base-T von 22 LANline Spezial Verkabelung V/1999

6 Grund auf EMV-fähig entworfen. Klasse A kann jeder Billighersteller erreichen, Klasse B bedingt ein sauberes Platinen- Layout, das namhafte Hersteller ohnehin aufweisen. Yvan Engels weist in diesem Zusammenhang darauf hin, daß die Störaussendung der ISO/IEC mit den Klassen A und B zwar wichtig wären, aber das größere Problem die Immunität, also die Störfestigkeit wäre. Engels Dr. Peter Schelbert ist Technical Manager GCM bei Lucent Technology Schweiz und für den deutschsprachigen Raum zuständig. Er ist langjähriges IEEE-Mitglied und vertritt die ungeschirmte Fraktion. weiter: Bei der Störfestigkeit sind laut Norm 3 Volt pro Meter das Ziel für die Feldstärke. Doch Gigabit Ethernet beansprucht nicht wie bisher üblich 30 MHz, sondern 80 MHz. Mit steigender Frequenz wird das Signal immer stärker bedämpft. Am Ende einer Übertragungsstrecke ist das Signal deutlich schwächer als es bei den bisherigen Übertragungsverfahren war und damit störanfälliger. Seiner Meinung nach trifft das Problem im wesentlichen auf die ungeschirmten Kabel zu, weil diese das Problem allein über die Symmetrie regeln könnten. Der Schirm bildet hier einen zusätzlichen Schutz. Hierzu muß das Kabel natürlich vernünftig installiert sein. Aber auch eine Waschmaschine müsse schließlich vernünftig installiert sein, wenn sie einwandfrei funktionieren soll. Und auch eine UTP-Verkabelung sei nur dann Gigabit-Ethernet-tauglich, wenn sie fachmännisch installiert ist. Aus diesem Grund ist für Dr. Scharff UTP oder geschirmt nur zum Teil eine Frage der Philosophie, vor allem hänge es aber von den Umgebungsbedingungen ab. Ist zum Beispiel eine starke elektromagnetische Verschmutzung vorhanden oder es befindet sich ein großer Maschinenpark in direkter Nachbarschaft, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, daß bei UTP-Verkabelungen Probleme auftreten. Hier sei eine Beeinträchtigung der Datenübertragung eher möglich als bei geschirmten Kabeln. Außerdem, ergänzt Dr. Stöcklein, dürfe man nicht außer acht lassen, daß es bisher nur um niedrige Datenraten ging. Doch mittlerweile kommen wir in den hochfrequenten Bereich. Vor allem unter dem Aspekt der Zukunftssicherheit könne die geschirmte Technik ihre Vorteile unter Beweis stellen. Ein Indiz dafür sei für ihn, daß gerade in Amerika die geschirmte Technik zunehmend Fuß fassen könne. So wollen die amerikanischen Normungsgremien EIA/TIA 568 B1 und B2 laut Yvan Engels mit dem Draft 12 vom April 1999 sogar eine Norm für geschirmte 100-Ohm-Kategorie- 5-Verkabelungssysteme herausgeben. 24 LANline Spezial Verkabelung V/1999

7 GLASFASER BIS ZUM AR- BEITSPLATZ Neben einer Kupferverkabelung im Tertiärbereich gibt es auch die Alternative Glasfaser bis zum Arbeitsplatz. Und mittlerweile gibt es sogar Lösungen für die Telefonie. Doch für Dr. Scharff sind diese Telefonie-über-IP- Lösungen zum einen noch eine Frage des Preises und zum anderen nicht voll ausgereift. So werden einige dieser Geräte anders bedient als herkömmliche und das ginge nur mit Glas und wahrscheinlich sogar nur mit Einmodenfasern. Das soll aber nach Einschätzung aller Randbedingungen nicht zwangsläufig dazu führen, daß nur Lichtwellenleiter in Frage kommen. Seine Erfahrungen bei Siemens zeigen: Tatsächlich wird es sogar relativ selten eingesetzt. Zirka 15 Prozent unseres LAN- Verkabelungsumsatzes fällt auf Lichtwellenleiter. Und wenn der Anwender sich für Glasfaser entscheidet, dann sollte er laut Michael Bremer auf gewisse Mindeststandards achten und zum Beispiel keine 62,5-µm-Multimode-Fasern einsetzen, sondern Qualitäten wie sie mindestens 50- µm-fasern liefern. Außerdem sollten sich vor allem kleinere Unternehmen mit wenig eigenem Know-how zweimal überlegen, ob sie mit einer Glasfaserverkabelung wirklich die diensteneutrale strukturierte Verkabelung verlassen wollen. Seiner Einschätzung nach heißt Yvan Engels ist Senior-Produktmanager bei Kerpen und Mitglied im deutschen Verkabelungsgremium DKE GUK sowie im europäischen Cenelec-Gremium TC215/WG1. Er gilt als Verfechter der geschirmten Kupferverkabelung. Telefonapparate, was die Akzeptanz beim Nutzer erschwert. Er schätzt, daß sich diese Lösungen erst in 10 bis 15 Jahre im Markt durchsetzen werden und damit noch Zukunftsmusik sind. Dr. Stöcklein von Siemens hält aber rein von der Physik her Glasfaser als das langfristig zukunftsträchigere Medium. Denn angeblich soll sich der Bandbreitenbedarf alle zwei bis drei Jahre verdoppeln. Bei einer Lebensdauer von 15 Jahren käme hierbei ein Faktor 64 heraus. Wer demnach heute von 100 MBit/s spricht, würde in 15 Jahren 6,4 GBit/s benötigen, LANline Spezial Verkabelung V/

8 Dämpfung/NEXT [db] Klasse F Klasse E Klasse De Klasse D 20.0 Klasse C Frequenz [MHz] Dämpfung und Nahnebensprechen (NEXT) der Verkabelungsklassen C bis F. Die unteren Linien stellen die Dämpfung dar, die sich mit zunehmender Verkabelungsklasse kaum verbessert. (Quelle Werner Sittinger, LANline 5/99 Seite 151) das intensive Planung eines Exoten. Denn sämtliche Anwendungen und Dienste müssen dann auch über LWL lauffähig sein. Die Firma Dätwyler hat da mit seinen vorkonfektionierten Systemen andere Erfahrungen gemacht. Das Unternehmen beliefert damit auch sehr große Baustellen. Denn Glasfaser ist mittlerweile schon günstiger als eine Kategorie-7- Verkabelung. PREISKAMPF KONTRA QUA- LITÄT Ernst Klees beschreibt seine Erfahrungen auf den Baustellen: Doch diese günstigen Glasfasern setzen Installateure ein, die Glasfasern nicht verarbeiten können, so daß es auf der Baustelle zu gewaltig großen Ausfällen kommt. Sie verarbeiten die Glasfasern genauso wie ein Kupferkabel, ziehen es in die Länge und über Kanten. Zudem herrsche vor allem im Glasfaserbereich in Europa ein gewaltiger Verdrängungswettbewerb, so daß die Kabelhersteller die billigsten Fasern einsetzen. Klees weiter: Das heißt, wenn Sie heute Ihr Netz mit solchen LWL-Kabeln verkabeln, können Sie sicher sein, daß Sie damit kein Gigabit Ethernet übertragen können. Und darüber hinaus planen viele Unternehmen nicht mit ein, daß ein Glasfasernetz sehr wartungsintensiv ist. Und selbst große Firmen haben intern nicht das Knowhow, fehlerhafte LWL-Verbindungen selbst zu reparieren und wieder in Gang zu bringen. Sie müssen also für zwei, drei Schäden im Netz Fachleute aus einem Umkreis von 100 Kilometern rufen. Damit kostet eine Nacharbeit in der Größenordnung von etwa 1000 Mark. Eine Neuinstallation kostet pro Anschluß vielleicht noch 20 Mark. Der zur Zeit sehr tiefe Preis im Glasfaserbereich öffne vor allem den Anbietern Tür und Tor, die schlechte Qualität liefern. Darüber hinaus könnten Unternehmen, die einen Glasfaseranschluß etwa ein Jahr lang unbenutzt als Dose zur Verfügung stellen, davon ausgehen, daß der Anschluß dann nicht mehr funktioniert. Alle Verbindungsstellen der Strecke müßten zumindest mit Alkohol ge- 26 LANline Spezial Verkabelung V/1999

9 reinigt werden. Mit viel Glück funktioniere es danach wieder. Doch oft müßten die Flächen sogar nachgeschliffen werden. Ein neuer Stecker macht ihm in diesem Zusammenhang besonders Sorgen: Der Flachferrul MT-RJ läßt es nicht mehr zu, daß man ihn nachschleift. Denn die Zentrierung des Ferruls erfolgt über zwei Dornen, und zwischen diesen zwei Dornen ist es unmöglich, nachzuschleifen. Und nur Reinigen reicht oft nicht mehr aus. Darüber hinaus hat Ernst Klees schon Verkabelungen von Ingenieurbüros gesehen, die Glasfaseranschlüsse in den Unterflurboden setzen. Die Verschmutzungen vom feuchten Aufwischen oder der Staub und die Fusseln vom Staubsaugen sorgen dafür, daß der Anschluß schon in einem halben Jahr untauglich ist. Dr. Stöcklein hat solche drastischen Erfahrungen bisher noch nicht gemacht. Der Umgang mit diesem Medium erfordere zwar sehr viel mehr Genauigkeit als die Kupfertechnik, aber diese Lernkurve hätten ja auch die Carrier, die Telekom und die Energieversorger durchlaufen. Und er nimmt an, daß die Installateure es ebenfalls lernen werden vielleicht nicht jeder kleine Elektroinstallateur, der auch als Netzwerkinstallateur auftritt. Doch das nötige Fachwissen zu vermitteln, wäre Aufgabe der Hersteller und Berater. Ernst Klees sieht aber bei den Carriern eine ganz andere Lernkurve. Denn zumindest zwei große Carrier in Deutschland sollen mittlerweile nur noch Rohre verlegen, in die dann ungelernte Arbeiter die Kabel einblasen. Dabei sollen die Carrier billigend in Kauf nehmen, daß sie die Kabel nach zwei Jahren austauschen müssen. Darüber hinaus sei eine Inhouse-Verkabelung nicht mit einem Carrier-Netz vergleichbar. PROBLEMATIK GIGABIT ETHERNET Doch nicht allein die fachgerechte Verlegung der Fasern spielt eine Rolle. Gigabit Ethernet wartet mit einer zusätzlichen Problematik auf. Denn als Sender dient keine Laserdiode mehr, sondern aufgrund der hohen Datenrate ein Laser. Damit haben Multimode-Fasern das Problem, daß die Moden ganz anders angeregt werden als mit einer Leuchtdiode. Damit haben laut Dr. Stöcklein die dokumentierten Charakterisierungsmerkmale einer Multimode-Faser für Gigabit Ethernet keine Aussagekraft mehr. Man könne nicht eindeutig sagen, ob eine MHz*km-Faser bei Volleinstrahlung (Overfilled Launch/ Diode) bei Lasereinstrahlung die gleiche Bandbreite hat. Es LANline Spezial Verkabelung V/

10 würde deshalb einem Anwender, der eine verlegte Strecke für Gigabit Ethernet nutzen will, nicht anderes übrig bleiben, als diese Strecke nachzumessen. Dabei könnte sogar heraus kommen, daß sich eine verlegte Standardfaser für Gigabit Ethernet eignet. Doch nicht nur Frank Wittenburg stellt sich da die Frage, wie hoch der Aufwand für diese Testphase bei mehreren hundert Strecken im Gebäude wird. Und jedes Unternehmen, das derzeit Fiber-to-the-Desk einsetzt, muß jede Strecke seines Netzes nachmessen lassen, wenn es auf Gigabit Ethernet umsteigen will. Und damit hat der Anwender nach Einschätzung von Ernst Klees mit einer angeblich zukunftssicheren Glasfaserverkabelung im Endeffekt auch nicht viel mehr als ein Unternehmen mit Kupfernetz. Doch er kennt auch Hersteller, die von Anfang an zum Beispiel zwei optische Fenster definiert haben. Dann sei es sehr wahrscheinlich, daß es funktioniert. Wer sein für Gigabit Ethernet untaugliches Multimode- Netz optimieren möchte, könne laut Dr. Stöcklein auf Produkte zurückgreifen, die eine Optimierung der Lichtverteilung bewirken: die sogenannten Mode-Conditioning- Patchcords. Für Neuverkabelungen sind entsprechend optimierte Multimode-Fasern am Markt erhältlich. Bei Neuverkabelungen sollte ein Unternehmen aber nach Einschätzung von Dr. Schelbert von Lucent auf Singlemode-Fasern setzen oder ein System wählen, bei dem der Hersteller eine Applikationsgarantie gibt, daß zum Beispiel Gigabit Ethernet darüber läuft. Darauf der prompte Kommentar von Michael Bremer: Dann tauschen Sie das notwendige Know-how im Haus von der Nachrichtentechnik auf die Jura. Der Ärger bleibt. Und es müssen laut Dr. Stöcklein auch nicht gleich Singlemode-Fasern bis zum Arbeitsplatz sein. So gäbe es jetzt Systeme, mit denen der Anwender Gigabit Ethernet mit 50-µm-Fasern auch bis Link-Längen von über zwei Kilometern realisieren könnte. Und Lucent hat laut Dr. Schelbert ein spezielles Multimode-Kabel entwickelt, über das auch 10-Gigabit-Ethernet technisch möglich ist. Doch bei den heute verlegten 50-µm-Multimode- Leitungen sei es nicht möglich, 10-Gigabit-Ethernet in Zukunft zu fahren. Selbst Singlemode würde bei 10-Gigabit-Ethernet an seine Grenzen gelangen. KÜNFTIGE ANWENDUNGEN UND NETZE 10-Gigabit- Ethernet betrifft nach Einschätzung von Dr. Scharff nur das Backbone. In der flächendeckenden Verkabelung im Gebäude sieht er keine Anwendungen dafür. Denn in der Praxis machen heute höchstens zehn Prozent der Anwender flächendeckend 100 MBit/s, also Fast Ethernet. Die restlichen 90 Prozent arbeiten noch mit dedizierten 10 MBit/s. Viele Anwendungen, die laufen, sind zum Teil bildlich gesprochen noch mit Dampf betrieben. Ernst Klees sieht das anders und belegt das mit einem privaten Beispiel: Seine zwei Söhne wollten mit ihren PCs gegeneinander spielen und erhielten dafür zunächst jeder eine 10- MBit/s-Karte. Nachdem sich 28 LANline Spezial Verkabelung V/1999

11 die als viel zu langsam herausstellte, spielen die beiden jetzt in einem privaten Fast-Ethernet-Netz. Der Bandbreitenbedarf kann mit neuen Anwendungen also schnell wachsen. Und Ernst Klees kennt drei Unternehmen in Deutschland, die auf eine neue Vernetzungsstruktur mit verteilter Server- Topologie setzen, bei der die Leistungsfähigkeit des Arbeitsplatzrechners fast so groß ist wie bei einem zentralen Server. Dabei stellen mehrere Arbeitsplatzrechner im Verbund die Funktion eines Servers zur Verfügung. Das heißt, sie müssen die Daten ständig über das Netz updaten. Denn es muß sichergestellt sein, daß jeder jederzeit die aktuellen Daten hat. Deshalb benötigt ein Unternehmen mit so einer Architektur sehr schnelle Netzwerke. Und mit Gigabit Ethernet ist man bei diesen Anwendungen nach Einschätzung von Klees schon an die Grenzen des Notwendigen gelangt. FAZIT Für Klees sind damit schnelle Anwendungen durchaus gefragt. Und die aktuell normierten Verkabelungen reichen dafür nicht aus. Deshalb sollte der Anwender immer ein Stück über die Norm hinausgehen, wenn er wirklich zukunftssicher verkabeln will. Auch Frank Wittenburg denkt, daß ein Anwender allein aus seinem derzeitigen Bandbreitenbedarf nicht darauf schließen kann, daß er in den nächsten 10 bis 15 Jahren keine Glasfaserverkabelung benötigen wird. Es könnte durchaus sein, daß in zehn Jahren eine Kategorie-6-Verkabelung nicht mehr ausreicht. Aus diesem Grund hält Dr. Scharff es für besonders wichtig, daß er im Vorfeld intensive Diskussion mit dem Kunden darüber führt, was dieser für die nächsten Jahre an Anwendungen plant. Auch für George Grella ist ein Verkabelungskonzept applikationsbestimmt. Von den Applikationen könne er auf die Bandbreiten schließen, auch für die nächsten Jahre und auf die notwendige Verkabelungsstruktur dazu. So würden heute keine 10-MBit/s- Netze mehr installiert, sondern geswitchte 100-MBit/s-Netze. Und etwa ab dem Jahr 2002 werden seiner Meinung nach auch Gigabit-Systeme am Arbeitsplatz erhältlich sein. Doch dafür reicht ein Kategorie-6- Netz vollkommen aus. Wenn es zudem elektromagnetisch verträglich ist und genügend Bandbreitenreserven besitzt, sind die meisten Kunden mit diesem Netz für die nächsten zehn Jahre ausreichend verkabelt. Und wenn man daran denkt, wie lange 10 MBit/s vorgehalten hat, ist seiner Meinung nach eine Kategorie-6- Kupferverkabelung die zukunftssicherste Verkabelung. Denn bei Glasfaser bis zum Arbeitsplatz ist nicht sicher, ob der Anwender damit auch die nächste 10-GBit/s-Generation realisieren kann. Grella würde aber kein S/STP-Kabel (geflecht- und metallfoliengeschirmt) verwenden, da sich ein geflecht- und kunststoffolien-geschirmtes Kabel einfacher installieren läßt und sich kaum von den Übertragungswerten unterscheidet. Somit könnten damit Installationskosten eingespart werden. Für Dr. Scharff ist dabei aber wichtig, daß es als System gemessen und zertifiziert ist. (Doris Behrendt) LANline Spezial Verkabelung V/