EVVC Vortrag 2010 Audio/Video/Daten Übertragung über strukturierte Verkabelung, TCP/IP und Glasfaser Referentin: Frau Tanja Amon prodytel GmbH Email: tanja.amon@prodytel.de Übertragung über strukturierte Verkabelung, TCP/IP und Glasfaser 1. Welche Signale sollen übertragen werden? 2. Welche Übertragungsmedien gibt es? 3. Macht es Sinn, alle Medientechnik Signale über strukturierte Kabel zu übertragen? 4. Welche Signale passen zusammen in ein Kabel? 5. Welche Distanzen können überbrückt werden? 6. Ist WLAN eine Alternative? 7. Sonderanwendungen (z.b. daisy chain)
Früher wurden Kabelverbindungen meist als Punkt-zu-Punkt-Verbindungen realisiert. Das heißt, die Kabel wurden vom Anfangs- zum Endpunkt verlegt, wie sie gebraucht wurden. Sollten unterschiedliche Daten übertragen werden, wurde die gleiche Anzahl Kabel verlegt. Oft wurden für die unterschiedlichen Daten auch unterschiedliche Kabeltypen benötigt. Bei der strukturierten Verkabelung werden von einem zentralen Punkt aus die Leitungen zu den einzelnen Verbrauchern verlegt. Die Leitungen sind unabhängig von den zu übertragenden Daten. Vorteil: enorme Zeit- und Kostenersparnis für Aufbau und Wartung Klassisches Beispiel für den Ansatz einer strukturierten Verkabelung ist das IBM Cabling System (ICS). Hier wurden alle Geräte der Firma IBM über ein Leitungsnetz verbunden. Es war auch möglich, Geräte anderer Hersteller über Adapter aufzunehmen. Mittlerweile wurde das System durch die Cat-Verkabelung abgelöst, die für viele verschiedene Daten genutzt werden kann. Übertragung über strukturierte Verkabelung, TCP/IP und Glasfaser 1. Welche Signale sollen übertragen werden? In der Medientechnik müssen eine Vielzahl von Signal- und Steuerdaten übertragen werden. Die Umsetzung verschiedener Signaltypen auf strukturierte Verkabelung über Cat oder Glasfaser ermöglicht eine Übertragung über größere Distanzen hinweg und die Verwendung von günstigen Standardkabeln aus der Netzwerktechnik. Die gängigsten Signaltypen aus der Medientechnik sind: RGBHV (PC-Signal) SDI, HD-SDI HDMI DVI YPbPr (Component) S-Video Composite PAL/NTSC Audio Digital Audio E1/T1 Ethernet RS-232/422
Übertragung über strukturierte Verkabelung, TCP/IP und Glasfaser 2) Übertragungsmedien A) Cat Kabel Cat Kabel sind günstig, einfach zu verlegen und überall verfügbar Die Anschlüsse können mit einfachen Werkzeugen erstellt werden Die verschiedensten Signale können übertragen werden Oft können mehrere Signale über ein Kabel übertragen werden (z.b. Video + Audio + Steuerung) Übertragung über strukturierte Verkabelung, TCP/IP und Glasfaser A) Cat Kabel Cat Kabel ermöglichen es, Signale über längere Distanzen zu senden. Allerdings gibt es auch hier Limits, so dass z.b. im Videobereich auf langen Strecken oft Glasfaser eingesetzt wird. Standard Auflösungen CVBS/ Composite( Pal,NTSC,SECAM) Y/C (S-Video) RGsB(Sync on Green) YPbPr (Component) RGBS High Definition (720p/1080i) YPbPr (Component) Computer VGA (800x600) XGA (1024x768) SXGA (1280x1024) UXGA (1600x1200) 300 Meter 300 Meter 300 Meter 300 Meter 300 Meter 225 Meter 300 Meter 250 Meter 225 Meter 120 Meter
smartcast smartmix
smartcore SNC-64x64 Matrix Switcher bis max. 64x In und 64x Out per Infrarot und RS422 steuerbar windowsbasierte Steuersoftware
230i / 240i Serie Audio / Video / Daten Übertragung über IP Netzwerke 230i: 2x Audio oder 1x stereo Audio, 1x Video 240i: 2x Audio oder 1x stereo Audio, 1x Video, 1x 10/100 Ethernet, 1x RS232
Übertragung über strukturierte Verkabelung, TCP/IP und Glasfaser A) Cat Kabel RJ45 1.....8 Übertragung über strukturierte Verkabelung, TCP/IP und Glasfaser A) Cat Kabel Für eine leichtere Klassifizierung der einzelnen Kabel wurden Kategorien definiert, die jeweils einem spezifischen Anforderungsprofil entsprechen. Die Kategorien 1 und 2 sind nur informell definiert; die Kategorien 3 und 4 sind kommerziell nicht mehr relevant (können aber in Altinstallationen noch vorhanden sein). Im Folgenden die Definitionen für Cat 5 bis Cat 7 Kabel: Kategorie 5 Cat-5-Kabel sind derzeit wohl am weitesten verbreitet. Sie werden für Signalübertragungen mit hohen Datenübertragungsraten benutzt. Cat-5-Kabel sind für Betriebsfrequenzen bis 100 MHz bestimmt. Wegen der hohen Signalfrequenzen muss bei der Verlegung und Montage, insbesondere bei den Anschlussstellen der Adern, besonders sorgfältig gearbeitet werden. Die Herstellervorgaben sind einzuhalten. Kabel der Kategorie 5 werden häufig bei strukturierten Verkabelungen von Computernetzen wie zum Beispiel Fast- oder Gigabit-Ethernet verwendet. Dies hat die weite Verbreitung von 1000 Base-T (Gigabit Ethernet) gefördert, da hierzu lediglich eine Cat-5-Leitung benötigt wird. Das Cat-5e-Kabel ist eine genauer spezifizierte Version von Cat-5, die hauptsächlich im deutschsprachigen Raum Europas für die Verwendung in Langstrecken-100Base-T- Netzverbindungen zum Tragen kommt. Ordentlich vorgenommene Installationen, die ursprünglich als Cat-5 installiert und abgenommen wurden, erfüllen meist auch die Norm Cat-5e.
Übertragung über strukturierte Verkabelung, TCP/IP und Glasfaser A) Cat Kabel Kategorie 6 Das Cat-6-Kabel wird durch die EN50288 definiert. Cat-6-Kabel sind für Betriebsfrequenzen bis 250 MHz bestimmt. Bei größeren Längen leidet die Übertragungsgeschwindigkeit, geringe Überlängen sind aber je nach Außeneinflüssen unbedenklich. Anwendungsfelder für Cat-6 sind Sprach- und Datenübertragung sowie Multimedia und ATM- Netze. Leistungsfähiger sind Kabel nach Cat-6e (500 MHz) und Cat-6a (625 MHz). Kategorie 7 Cat-7-Kabel haben vier einzeln abgeschirmte Adernpaare (Screened/Shielded Twisted Pair S/STP) innerhalb eines gesamten Schirms. Cat-7-Kabel sind für Betriebsfrequenzen bis 600 MHz bestimmt. Ein Cat-7-Kabel erfüllt die Anforderungen der Norm IEEE 802.3an und ist damit für 10-Gigabit-Ethernet geeignet. Die entsprechenden Stecker GG-45 sind abwärtskompatibel zu RJ-45, allerdings wird damit höchstens Cat-6 erreicht. Es gibt auch Cat-7 Stecker, die bis 1,6 GHz ausgelegt sind (TERA). Störquellen Zwar sind Cat Kabel meist auch weniger störanfällig als reguläre Kabel, dennoch sollten Mindestabstände zu Störquellen eingehalten werden, z.b.: Stromleitungen - 100mm Fluoreszierendes Licht - 300mm Transformer - 1000mm
Exkurs: Cat Kabel vs. bestehendes Netzwerk In den meisten Applikationen werden Cat Kabel lediglich dediziert verwendet. es besteht heutzutage natürlich auch die Möglichkeit Audio, Video, Daten etc. über ein bestehendes Computernetzwerk zu senden. Dabei müssen Faktoren wie Kosten, Netzwerktraffic, Qualität etc beachtet werden. Übertragung über strukturierte Verkabelung, TCP/IP und Glasfaser B) Glasfaser Der normale Anwender hat eigentlich nur selten etwas mit Glasfaser zu tun. Die Datenübertragung erfolgt hier eber über Cat Kabel. Dennoch benutzen viele Glasfaser beinahe täglich, ohne es zu wissen: Beim Surfen im Internet oder einem Telefonat, auch beim Fernsehen über den Kabelanschluss, die Daten werden dabei irgendwann einmal über Glasfaserkabel geschickt. Glasfaserkabel bestehen aus reinem Glas, sind allerdings nur so dick wie ein einzelnes Haar. Diese Kabel sind biegbar, brechen nie und bieten unvorstellbar schnellen Datentransfer. Glasfaserkabel übertragen keine elektronischen Signale, sondern Licht.
Übertragung über strukturierte Verkabelung, TCP/IP und Glasfaser Vorteile von Glasfaser - Geringere Kosten zu herkömmlichen Kabeln - Dünner und somit leichter gebündelt zu verlegen - Höhere Datenkapazität - Keine Interferenzen zwischen den einzelnen Kabeln - Geringer Stromverbrauch - Keine Brandgefahr des Kabels - Digitale Signalübertragung - Leichtes Gewicht - Flexibel in der Verlegung Optical Transmitter System Fiber Connectors Patch Panel Signal Sources Signal Interface (E) Combination Configuration (E) E/O (Optical Source) Patch Cord Fiber Run Splicing Patch Panel Patch Cord O/E Splitting Configuration (E) Signal Interface (E) Optical Receiver System Signal Destinations 22
4800 / 4801 Serie DVI Übertragung über Glasfaser bis zu 500m erhältlich als Stand-Alone System oder Einschubkarte für Kartensystem 4800: 1x DVI über 4x Glasfaser Multimode 4801: 1x DVI über 1x Glasfaser Multimode 6102 Serie Stereo Analog oder Digital AES / SPDIF über Glasfaser 2x Audio uni- oder bidirektional erhältlich als Stand-Alone System oder Einschubkarte für Kartensystem ST für Multimode oder FC für Singlemode
Black Polyurethane Outer Jacket Strength Members Buffer Jacket Silicone Coating Cladding (Silica) Core (Silica) Optical Fiber 25 Übertragung über strukturierte Verkabelung, TCP/IP und Glasfaser B) Glasfaserkabel Singlemode Multimode 125 Micron 9 Micron 125 Micron 62.5 Micron - Single-Mode wird verwendet, um ein Signal über das Kabel zu übertragen. Anwendungen hierfür sind z.b. Telefonleitungen oder Kabelfernsehen. - Multi-Mode wird verwendet, wenn mehrere Signale über eine Glasfaser geschickt werden sollen. Anwendungen für diese Art der Übertragung sind Computernetzwerke (LAN, MAN, WAN, etc.). Der große Unterschied zwischen den beiden Typen ist der Durchmesser und der Typ von Licht, welcher übertragen wird. Beim Single-Mode ist der Durchmesser einer Glasfaser in etwa 9 Mikrometer und es wird infrarotes Laserlicht übertragen - bei Multi-Mode sind es bereits 62.5 Mikrometer Durchmesser, durch welche Licht von einer Leuchtdiode (LED) übertragen wird.
Übertragung über strukturierte Verkabelung, TCP/IP und Glasfaser Glasfaser Cat Datenrate >2.5 Gb/s <100 Mb/s (Einzelpaar), <1 Gb/s (Mehrpaarig) Distanz 20 Km und mehr <300 m Signalverlust Minimal Stark Interface Physisch Sicherheit Kein Erdschluss, Übersprechen, Brumm, immun gegen Blitzschlag, Parallelverlegung mit Spannungsversorgung und anderen Signaltypen, Kein Kurzschlussschaltkreis usw. Klein, leicht, keine Korrosion Keine Feldeinstreuung möglich, kann ohne Trennung nicht angezapft werden Zukunftssicher Exzellent ja Anfällig auf alles nebenstehende Anfällig Anfällig Übertragung über strukturierte Verkabelung, TCP/IP und Glasfaser 4. Macht es Sinn, alle Medientechnik Signale über strukturierte Kabel zu übertragen? Vorteile: Ein Kabel für diverse Signale (Bild, Ton, Steuerung, evtl. Stromversorgung) Relativ zukunftssicher (Was heute als Netzwerkkabel genutzt wird, kann morgen zur Bildübertragung eingesetzt werden) Flexible Anwendungen (z.b. je nach Bedarf wird über ein Cat Kabel an den einen Tisch ein Netzwerkanschluss gepatcht und am Tisch daneben wird z.b. ein DIS Konferenzmikrofon verkabelt) Kabel können bereits für zukünftige Anwendungen verlegt werden. Nachteile: Kosten für Signalwandler
Übertragung über strukturierte Verkabelung, TCP/IP und Glasfaser 5. Welche Distanzen können überbrückt werden? In der klassischen Verkabelung sind Distanzen oft (je nach Signal und geforderter Qualität) auf wenige Meter beschränkt (z.b. hochauflösendes VGA Signal). Verkabelungen über Cat Kabel erlauben es, diese Strecke auf mehrere hundert Meter auszudehnen, was in den meisten klassischen Konferenztechnik Installationen ausreichend ist. Für die Überbrückung größerer Entfernungen in höchster Qualität ist Glasfaser optimal geeignet, da man hier theoretisch nahezu unbegrenzte Strecken zurücklegen kann. Selbst Standardglasfaserwandler senden Signale meist problemlos über mehrere Kilometer. Übertragung über strukturierte Verkabelung, TCP/IP und Glasfaser 6. Ist WLAN eine Alternative? Vorteile - Problemlöser bei z.b. denkmalgeschützten Gebäuden - kurzfristiger / schneller Einsatz möglich - mobile Einsätze - problemlose Erweiterung - kostengünstig, da keine Verkabelung notwendig
Übertragung über strukturierte Verkabelung, TCP/IP und Glasfaser 6. Ist WLAN eine Alternative? Nachteile - geringe Bandbreite - Reichweite; Einschränkung durch z.b. Mauern - Interferenzen (Funkstörungen, Stabilität) - keine Berechtigung zur Konfiguration (Rechtemanagement im Unternehmen) - Sicherheit / Verschlüsselung Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Fragen...? Referentin: Frau Tanja Amon prodytel GmbH Email: tanja.amon@prodytel.de