Testen und zertifizieren von Leitungen für Datenübertragung

Transkript

1 Die Qual der Wahl oder das richtige Messgerät für den richtigen Zweck Die Funktionalität von Datenverkabelungen wurde bisher mittels Kabeltest nach den Verkabelungsnormen EN , ISO/IEC sowie ANSI/TIA/EIA-568-B durch vollständige Zertifizierung nachgewiesen. Neue, preisgünstigere Geräte die sogenannten Validatoren erlauben nun eine sehr praxisnahe Prüfung durch Übertragung von Testpaketen mit verschiedenen Geschwindigkeiten und durch Bestimmung der jeweiligen Bitfehlerraten. Die rasant steigenden Anforderungen an die zu übertragenden Datenraten stellen besondere Anforderungen an Netzwerkinstallateure und Betreiber. Waren bis vor kurzem noch Datenraten von 10 oder 100 Mbit/s bis zum Arbeitsplatz ausreichend, so wünscht man sich heute bereits 1 Gbit/s oder gar 10 Gbit/s. Seit der Einführung der (glücklicherweise) skalierbaren Ethernet Technologie stiegen die Datenraten etwa alle 6 Jahre um den Faktor 10 an. Diese Datenraten stellen nicht nur hohe Anforderungen an Kabel und Komponenten, auch die Meßtechnik für die Übertragungsstrecke muß mit den neuen Parametern zurechtkommen. Hier haben sich im wesentlichen zwei grundlegende Verfahren etabliert: Seite 1

2 Die Zertifizierung, mit deren Hilfe die Einhaltung bestimmter Standards nachgewiesen und durch ein Zertifikat bescheinigt wird. Die Validierung (oft auch Verifizierung oder Qualifizierung genannt) als objektiver Nachweis, dass die Fähigkeiten ausreichen, um im praktischen Einsatz reproduzierbar die gestellten Anforderungen zu erfüllen. Um es gleich vorweg zu nehmen: An der Zertifizierung einer Datenverkabelung führt kein Weg vorbei, wenn es sich um große Netze handelt, wenn der Endkunde ein Zertifikat nach den oben aufgeführten Standards und/oder eine Gewährleistung auf die Verkabelung erwartet. Für diese Zertifizierung werden Zertifizierungs-Kabeltester benötigt, die sich preislich, je nach Ausstattung und Konfiguration, bei bis über Euro bewegen. Die Abbildung zeigt einen solchen typischen Kabeltester, nämlich den WireScope Pro (Hersteller Agilent, Vertrieb Psiber Data GmbH). Diese Geräteklasse besteht aus zwei Handgeräten, die an die jeweiligen Enden der Übertragungsstrecke, Zertifizierungstester mit 1 GHz Bandbreite dem Permanent Link, angeschlossen werden. Seite 2

3 In diesen Handgeräten steckt Messtechnik vom Feinsten, nämlich u. a. ausgewachsene Vektoranalysatoren, wie sie bis vor kurzem nur in gut ausgestatteten Labors zu finden waren. Mit solchen Vektoranalysatoren wird das Vierpolverhalten der twisted pair Adern (auch eine passive Ader ist elektrotechnisch ja ein Vierpol), d.h. der Frequenzgang (somit die Dämpfung) und die Phasenverschiebung bis hin zu Frequenzen von bis zu 1 GHz ausgemessen. Erschwerend kommt bei Datenkabeln hinzu, daß in einem Kabel vier Paare, also vier solche Vierpole vereint sind, die auch noch untereinander wechselwirken, was sich im Übersprechen ( cross talk ) der Signale äußert. Bei sehr hohen Datenraten, ab 1 Gbit/s führt schließlich sogar das Fremdübersprechen ( alien cross talk ) von parallel verlegten Kabeln untereinander zu Störungen, die meßtechnisch erfasst werden müssen. Zertifizierungstester enthalten in allen Fällen zusätzlich eine Reihe weiterer Messmodule wie z.b. Time Domain Reflektometer (TDR) zur Längen- und Laufzeitbestimmung sowie Widerstandsmatritzen zur Überprüfung des Verdrahtungsplans. Typischerweise beinhalten jedoch die am Markt gängigen Geräte keine aktiven Netzwerktests wie z.b. Pingen, PoE oder Link-Aufbau. Eine gewisse Ausnahme stellt hier der Wirescope Pro von Agilent dar, der mittels Firmware Upgrade auch zum leistungsfähigen Netzwerktester erweitert werden kann. Ansonsten führen die Zertifizierungstester lediglich rein analoge Testmessungen nach Norm auf der physikalischen Kabelebene durch. Als Ergebnis und im Zertifikat ausgewiesen erhält man dann den Verdrahtungsplan ( wire map ), Laufzeiten, Seite 3

4 Laufzeitunterschiede ( skew ), Kabellängen, Schleifenwiderstände, Dämpfungen, Nah- und Fernnebensprechen pro Ader und als Summe (NEXT, PSNEXT, ELFEXT, PSELFEXT) sowie die Rückflußdämpfung. Auf absehbare Zeit werden die Verkabelungsnormen nach EN , ISO/IEC11801 und ANSI/TIA/EIA-568-B für die Mehrzahl der Installateure der wichtigste Bezugspunkt sein, weil sie eindeutig festlegen, welche Parameter die Verkabelung unabhängig von der Anwendung wie z.b. Ethernet - einzuhalten hat, um den sicheren Betrieb zu gewährleisten. Diese Unabhängigkeit von der eingesetzten Anwendung ist letztlich auch einer der Gründe, warum Hersteller langfristige Garantiezusagen nur gegen Vorlage von Zertifizierungsprotokollen geben, welche die Einhaltung der Normen nachweisen. Andererseits ist aber die normgerechte strukturierte Verkabelung (der permanent link ) noch kein ausreichendes Kriterium dafür, daß das Netzwerk auch wirklich funktioniert. So ist beispielsweise die Abnahmemessung des Channel Link (also Kabel, Stecker, Dosen inklusive der Patchkabel) im Standard gar nicht vorgesehen. Für solche eher praxisnahen Messungen des gesamten Netzwerks hat sich mittlerweile eine neue Messtechnik etabliert: Diese Qualifizierungstester oder auch Validatoren genannt sind preislich sehr attraktiv ab bis ca EUR angesiedelt. Seite 4

5 Validierungstester für 1 Gbit/s Datenraten Die Abbildung zeigt exemplarisch den Validator NT 955 (Hersteller JDSU, Vertrieb durch Psiber Data GmbH), dessen Namen bereits die Hauptfunktion beschreibt. Auch diese Messgeräteklasse besteht aus zwei Handgeräten, die an das jeweilige Ende der Übertragungsstrecken angeschlossen werden und die miteinander kommunizieren. Die Validatoren führen einen realistischen Performance-Test durch, indem sie versuchen, verschiedene Datenraten über die gesamte Übertragungsstrecke zu senden und dabei die jeweilige Fehlerhäufigkeit bestimmen; es wird hierfür ein sogenannter bit error rate Test (BERT) bei verschiedenen Übertragungsgeschwindigkeiten und Bitmustern der Datenpakete durchgeführt. Auf diese Weise läßt sich die tatsächliche Übertragungsleistung eines Link auch inklusive der Patchkabel bestimmen. Typische Display-Anzeigen mit der Zusammenfassung einer Messreihe an verschiedenen kabeln. Seite 5

6 Neben den go/no go Tests für spezifische Anwendungsnormen (z. B. bei IEEE 802.3ab für Gigabit Ethernet) beherrschen die Validatoren oftmals weitere Messungen und Tests für das aktive Netzwerk wie Power over Ethernet, Gesamtrauschen, Linktest, Porterkennung, Ping sowie einen Hub-Aktivitätstest. Ergänzend und ähnlich den Zertifizierungstestern bieten sie darüber hinaus auch reine Kabeltestfunktionen wie Verdrahtungsplan mit Split Pair Bestimmung, Kabelortung per Tongenerator, Messung der Leitungslänge und von Laufzeitdifferenzen mittels TDR oder Kapazitätsmessung. Zusätzlich können oft auch Telefonkabel und Koaxkabel überprüft werden; eine nützliche Funktion für alle Installateure, die Hausverkabelungen ausführen müssen. Fazit So ähnlich der Anwendungsbereich der Zertifizierungstester und Validatoren, so unterschiedlich ist deren Zielstellung: Die Validierungstester sind sowohl auf die Anforderungen von Installateuren als auch von Netzwerkbetreibern ausgerichtet, die - gegebenenfalls nach normgerecht ausgeführter Zertifizierung - eine einfache und preiswerte Methode zum praxisnahen Test von Übertragungsstrecken wünschen. Hiermit kann der Installateur dem Endkunden gegenüber nachweisen, dass eine bestimmte Anwendung vom Netzwerk problemlos übertragen wird. Der Netzverantwortliche eines Unternehmens wiederum kann einfach verifizieren, daß sein sich unablässig veränderndes Netzwerk nach Umzügen, Erweiterungen und Änderungen die geforderten Spezifikationen einhält. Auch eine Modernisierung oder ein Wechsel auf höhere Datenraten basierend auf der bestehenden Verkabelung kann somit einfach konzipiert werden. Seite 6

7 Zum Unternehmen Psiber Data GmbH, ein Schwesterunternehmen der 1994 gegründeten Psiber Data Systems Inc. in San Diego Kalifornien, entwickelt, produziert und vermarktet Test und Messgeräte für das LAN (Local Area Network). Hierzu gehören Produkte wie LanMaster Pinger, Cable Tracker, RF3D die zur Fehlerfindung, Diagnose, Simulation und Performanztest eingesetzt werden. Die Europäische Zentrale ist die Psiber Data GmbH in Krailling bei München, die Internet-Adresse lautet Weiterführende Informationen finden Sie unter Seite 7