2 Netzwerkverkabelung / Medien

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1 Netzwerktechnik Aachen, den Stephan Zielinski Dipl.Ing Elektrotechnik Horbacher Str. 116c Aachen Tel.: 0241 / zielinski@fh-aachen.de zielinski.isdrin.de 2 Netzwerkverkabelung / Medien Die physikalische Verbindung mehrerer PCs wird mit den verschiedensten Übertragungsmedien durchgeführt, vom einfach verdrillten Kupfer- bis zum kabel finden die unterschiedlichsten Verkabelungsarten Verwendung Wichtige heute verwendete Übertragungsmedien bzw. Kabelarten sind: Twisted Pair Kabel Koaxialkabel IBM-Token-Ring-Kabel kabel Richtfunk WLAN 2.1 Twisted Pair (Verdrillte Doppelleitungskabel) Verdrillte Zweidrahtleitungen bestehen meist aus zwei Leitungspaaren und werden z.b. auch für Telefonleitungen eingesetzt. Im Netzwerkbereich werden normalerweise Leitungen mit 8 Adern also 4 Adernpaaren benutzt. Die einzelnen Leitungen sind dabei von einem Kunststoffmantel umgeben. Der Sinn des Verdrillens ist in der Tatsache begründet, dass auf diese Weise ein Selbst-schutz gegenüber elektromagnetischen Einflüssen entsteht. Je genauer und besser diese Verdrillung ist, desto besser ist auch die Selbstschirmung. Twisted Pair Kabel gibt es ungeschirmt oder geschirmt, als sogenanntes Unshielded Twisted Pair bzw. Shielded Twisted Pair. Bei der abgeschirmten Version sind die Leitungspaare gegeneinander abgeschirmt. Twisted Pair Kabel finden unter anderem beim Ethernet und Token-Ring Verwendung. 02_Netzwerkverkabelung.doc Kapitel - 2 Netzwerkverkabelung Seite 1 von 6

2 Zur Unterscheidung der Qualitätsstufen sind diese Kabel in Kategorien eingeteilt. Hierbei gibt es als Standard die ISO Norm. Leider gibt es im Netzbereich unterschiedliche Normen, so dass man immer auf die Norm und den Kategoriestandard achten muss. Tabelle nach ISO /IEC11801(zukünftige Norm) Kategorie Max Frequenz Anwendung Kat 3 16MHz Ethernet/Token Ring/Telefon Kat 4 20MHz Ethernet/Token Ring/Telefon Kat 5 100MHz Fast Ethernet /ATM/Ethernet/Token Ring/Telefon Kat 6 200/250MHz Gigabit Ethernet / Fast Ethernet/ATM/Ethernet/Token Ring/Telefon Kat 7 600MHz Gigabit Ethernet/Fast Ethernet/ATM/Ethernet/Token Ring/Telefon Bei dieser Norm ist zu beachten, dass Kat5 neu dem Kat 5e alt entspricht. Bei dieser Art der Verkabelung wählt man eine sogenannte Sterntopologie, so dass alle Kabelwege zu einem Sternpunkt (Verteiler gehen). Dies bedeutet gegenüber einer Bus Topologie einen größeren Verkabelungsaufwand. Die maximale Länge bei dieser Verkabelung darf 100 Meter nicht überschreiten. 02_Netzwerkverkabelung.doc Kapitel - 2 Netzwerkverkabelung Seite 2 von 6

3 2.2 Koaxialkabel Koaxialkabel sind uns allen als Antennenkabel für Radio und Fernsehen bekannt Sie bestehen aus 4 Schichten: - einem inneren Kupferdraht, den sogenannten inneren Leiter (1) - einen ihn umgebenden Kunststoffmantel, (2) - ein diesen Mantel umgebendes Drahtgeflecht, den sogenannten äußeren Leiter auch als Schirm bezeichnet(3) - und schließlich die alles umhüllende Kunststoffaußenhülle(4), die auch als Kabelmantel bezeichnet wird. Koaxialkabel kommen besonders bei Busnetzen zur Anwendung und benötigen zur Vermeidung von Reflexionen am Kabelende immer einen Endwiderstand. Koaxialkabel unterteilen sich im wesentlichen in - Thin Ethernet-Kabel, das auch als RG58 oder 10Base2-Kabel bezeichnet wird und am ehesten dem bekannten Antennenkabel gleicht. Bei RG58-Kabel beträgt der Wellen-widerstand 50 OHM. - Thick Ethernet-Kabel, das auch als Yellow Cable oder 10Base5-Kabel bezeichnet wird und über einen dickeren inneren Leiter verfügt und vierfach abgeschirmt ist. Bei Yellow Cable beträgt der Wellenwiderstand gleichfalls 50 OHM. Koaxialkabel wird heute zur Neuverkabelung nicht mehr eingesetzt, da es sich hierbei immer um ein geschertes Medium handelt, wo sich alle vernetzten Geräte einen Medium und somit die Bandbreite Teilen außerdem ist es wesentlich fehleranfälliger. Sobald eine Verbindung gestört ist, sind alle anderen Anbindungen auch davon betroffen. Sein Vorteil liegt in der einfachen Installation und höheren Entfernung zum Netzwerkknoten. 02_Netzwerkverkabelung.doc Kapitel - 2 Netzwerkverkabelung Seite 3 von 6

4 2.3 kabel kabel, auch Lichtwellenleiter oder Lichtleiterkabel genannt, ist ein High-Tech-Kabel. Der Preisunterschied zu TP Kabel ist heute recht gering. Was diese Technik insgesamt teuerer macht, sind die im Vergleich zu TP die teureren aktiven Komponenten. Sein großer Vorteil liegt in seiner Sicherheit gegen elektrische oder magnetische Störfelder. Außerdem hat es eine sehr große Reichweite bis zu 30 Km und eine große Bandbreite über es können Signal >10 Gigabit übertragen werden. kabel ist 3-schichtig aufgebaut und besteht aus einem inneren dünnen Glasstrang, dem Kern (engl. core), einer diesen Kern umhüllenden zweiten dickeren Glasschicht, dem Glasmantel (engl. cladding) und einer schützenden Kunststoffaußenhülle. n sind so aufgebaut, dass der Kern gegenüber der Hülle eine höhere physikalische Dichte aufweist. Das heißt, der Mantel hat ein niedrigeren Brechungsindex. Sendet man nun durch den Kern einen Lichtimpuls, bricht sich der Lichtstrahl nach den Gesetzen der Optik an der Übergangsstelle vom dichten zum weniger dichten Material, wird reflektiert und setzt sich fort. Weicht der Lichtstrahl beispielsweise bei Richtungsänderungen des Kabels von seiner Mittelachse ab, so trifft er auf die Außenfläche des Kerns, wird von dort reflektiert und setzt seinen Weg fort. Siehe Bild Man unterscheidet grundsätzlich zwei Sorten von Leitungen Mono Mode und Multimode. Beider Mono Modeglasfaser ist der Kern so klein, dass im Prinzip nur ein gerader Lichtstrahl durch die Faser geleitet wird. Bei der Multimode können mehrere Strahlen durch die Faser gelangen die alle zum Ende des kabels geleitet werden. Es kann hierbei zu Laufzeitunterschieden kommen, da die einzelnen Lichtstrahlen einen unterschiedlichen Weg in der Faser genommen haben. Dies führt dazu, dass das Signal verzerrt und stärker gedämpft wird als bei einem Mono Mode Kabel. Heute versucht man diesen Nachteil durch einen sich ändernden Brechungs-index in der Faser auszugleichen. Der Vorteil der Multimode Faser ist der Preis. Die Mono Mode Faser hat aber eine wesentlich größer Reichweite. Dies bedeut, dass man bei der Gebäudeverkabelung Multi Mode Kabel einsetzt und bei Standortanbindungen Mono Mode Kabel. Bei der Gebäudeverkabelung wird in Europa Multi Mode Kabel mit 50 my Durchmesser eingesetzt, in Amerika hat dieses Kabel einen Durchmesser von 62,5 my. Vor einer Erweiterung der Verkabelung ist dies vorher zu überprüfen. 02_Netzwerkverkabelung.doc Kapitel - 2 Netzwerkverkabelung Seite 4 von 6

5 Längen und Reichweiten von Kabel Tabelle Netzwerk Kabelsorte Reichweite 10Mbit Ethernet Multi Mode 2000Meter 100Mbit Ethernet Multi Mode 412 Meter/2000Meter(full) 1000Mbit Ethernet Singel Mode 10Km 1000Mbit Ethernet Multi Mode 550(50ym)/220(62,5ym) Netzwerktechnik Dipl.-Ing. Stephan Zielinski 2.4 Drahtlose Netze Neben der herkömmlichen Datenübertragung via Kabel gewinnt die drahtlose Datenübertragung mehr und mehr an Bedeutung. Hier sind zwei Arten zu unterscheiden, WLAN und Richtfunkverbindungen Richtfunk Richtfunk wird eingesetzt, um größere Entfernungen bis ca. 70 Km zu überbrücken, und dient zur Ankopplung von Standorten. Seine Datenübertragung kann bis zu 622 Mbit/s gehen. Diese Technik ist dann sinnvoll, wenn eine Verkabelung über weite Strecken zu teuer wird Wlan Dient zur Koppelung von Rechnern über Funk in einem kleineren Netzwerk. Dies kann eingesetzt werden in Gebäuden, um eine Verkabelung die mit viel Aufwand verbunden ist zu vermeiden. Ihre Datenübertragung beträgt zur Zeit 11Mbit/s was einer effektiven Datenrate von ca. 5.6 Mbits entspricht. Die Reichweite einer solchen Anlage beträgt im Gebäude ca.30 Meter und kann sehr stark vom Aufbau des Gebäudes abhängen. Außerhalb des Gebäudes sind ca. 100 Meter möglich. Für ein Funknetz rechnet man mit ca. 20 PC pro Verteiler Punkt ( Accesspoint). Solche Netze sind von der Sicherheit und Geschwindigkeit nicht mit unseren normalen Netzen zu vergleichen. 02_Netzwerkverkabelung.doc Kapitel - 2 Netzwerkverkabelung Seite 5 von 6

6 Medien Steckverbinder BNC- Steckverbind er Max. 10Base2 10Base5 10BaseT 10BaseFL 100BaseTX dünnes Koaxialkabel (RG-58 A/U) dickes Koaxialkabel (RG-8 oder RG-11) AUI/DIX (zum Transceiver) TIA/EIAkonformes UTP/ScTP (CAT5/5e oder besser), zwei von vier Paaren werden genutzt RJ-45 modular Multimode- (62,5/125 oder 50/125 µm) (ST) TIA/EIAkonformes UTP/ScTP (CAT5/5e oder besser), zwei von vier Paaren werden genutzt RJ-45 modular 185 m 500 m 100 m 2000 m 100 m Segmentlänge Topologie Bus Bus Stern Stern Stern Transferrate 10 Mbit/s 10 Mbit/s 10 Mbit/s 10 Mbit/s 100 Mbit/s Medien 100BaseFX 1000BaseSX 1000BaseLX 1000BaseZX 1000BaseTX Multimode- Multimode- Singlemode- (62,5/125 (62,5/125 (9/10 µm) oder 50/125 oder 50/125 µm) µm) Multimode- (62,5/125 oder 50/125 µm) Singlemode- (9/10 µm) TIA/EIAkonformes UTP/ScTP (CAT5e oder besser), vier von vier Paaren werden genutzt Steckverbinder RJ-45 modular Max. 412 m, m (62,5 550 m (62,5 70 km 100 m Segmentlänge km (Vollduplex) µm); 550 m (50 µm) µm); 550 m (50 µm); 10 km (9 µm) Topologie Punkt-zu- Stern Stern Stern Stern Punkt Transferrate 100 Mbit/s 1000 Mbit/s 1000 Mbit/s 1000 Mbit/s 1000 Mbit/s 02_Netzwerkverkabelung.doc Kapitel - 2 Netzwerkverkabelung Seite 6 von 6