In jedem privaten Haushalt befinden sich heutzutage Computer, Tablets, Smartphones und weitere Endgeräte, welche sich entweder drahtlos oder per Kabel mit dem Netzwerk und dem Internet verbinden lassen. Bei der Anbindung neuer Hardware könnte die Neuinstallation eines Netzwerkkabels notwendig sein.
Bei diesem Thema stehen folgende Fragestellungen im Mittelpunkt: Wie kann das Endgerät sicher mit dem Internet verbunden werden? Welche Arten von Netzwerkkabeln können allgemein benutzt werden?
Ein Netzwerkkabel ist ein Kabeltyp, der in der Netztechnik und in der Telekommunikation seine tägliche Verwendung findet. Diese LAN-Kabel fürs Internet sind meistens schon vorkonfektioniert. Die Kabel fürs Internet werden auch Patchkabel genannt. Diese Kabel gibt es in unterschiedlichsten Längen und Qualitäten. In diesem Kapitel gehen wir auf die verschiedenen Kabeltypen und deren Unterschiede ein.
Netzwerkkabel werden in verschiedene Kategorien unterteilt. Häufig für die LAN-Verkabelung genutzte Netzwerkkabel sind so genannte Cat5e-, Cat6- und Cat7-Kabel (Cat: „category"). Mit diesen Kabeln lassen sich leistungsfähige, auf Ethernet basierende Netzwerke aufbauen. Allerdings haben die verschiedenen Kabelkategorien unterschiedliche Eigenschaften, welche die maximal möglichen Bandbreiten und Reichweiten im Netz beschränken.
Mit einem Cat5e-Kabel lassen sich Netzwerke mit 1 Gigabit pro Sekunde (1000 Mbit/s) realisieren. Die Weiterentwicklung Cat6 ermöglicht Geschwindigkeiten von bis zu 10 Gigabit pro Sekunde (10.000 Mbit/s). Cat7-Netzwerkkabel besitzen eine noch bessere Schirmung und damit auch bessere Übertragungseigenschaften und eine geringere Störanfälligkeit mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 10 Gigabit pro Sekunde (10.000 Mbit/s).
Ein wichtiger Faktor für die Übertragung ist die Schirmung. Je nach Kabelaufbau ist eine Gesamtschirmung, Aderpaarschirmung oder eine Kombination aus beidem möglich.
2-4: Grafik von Uwe Schöbel, bearbeitet von Svgalbertian und OttiLu, unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation
Die zwei Hauptverbindungsarten mit einem Endgerät in einem Netzwerk sind die direkte Verbindung sowie die Verbindung durch eine Netzwerkdose (UAE-Dose). Bei einer direkten Verbindung wird das Endgerät direkt durch ein Netzwerkkabel verbunden. Es werden keine Geräte oder Netzwerkdosen zwischengeschalten. In einem größeren Netzwerk bzw. in einem Netzwerk mit mehreren Endgeräten werden diese durch eine Netzwerkdose (bzw. UAE-Dose) verbunden. In solch einem Netzwerk gehen mehrere Netzwerkkabel zu mehreren Dosen. In jeder Dose kann ein Endgerät angeschlossen werden.
Beim Hausbau oder einer Renovierung sollte die richtige Netzwerkverkabelung gleich mit installiert werden. Planungsfehler können sich noch in vielen Jahren auswirken. Heute kann zwar alles über WLAN übertragen werden, eine richtige Netzwerkverkabelung ist dennoch nicht zu unterschätzen. Die Übertragungsraten des WLANs sind heutzutage ausreichend, jedoch gibt es oft Probleme mit der WLAN-Reichweite. Aus diesem Grund ist eine Installation von Netzwerkkabeln zu empfehlen. Was dabei zu beachten ist und welche Geräte für eine Installation gebraucht werden, wird in diesem Kapitel betrachtet.
Patchfelder, Switches und Hubs sind zwar allesamt Netzwerkgeräte, dienen aber unterschiedlichen Zwecken. Wenn der Hub Informationen von einem Gerät empfängt, wiederholt oder sendet dieser dieselben Informationen aus allen Ports des Hubs. Ein Switch unterteilt das Netzwerk in mehrere logische LANs, so genannte VLANs. Durch diese Segmentierung wird ein LAN als ursprünglich einzelne Übertragungsdomäne in mehrere Übertragungsdomänen zerlegt. Das verringert die Überlastung in größeren Netzwerken. Ein Patchpanel (auch Rangierfeld, Patchfeld) ist ein Verbindungselement für Kabel. Im Heimnetzwerk erlaubt ein Patchpanel das Zusammenführen von Netzwerkverlegekabeln an einer zentralen Stelle. Zum Anschluss der verschiedenen Kabel verfügt ein Patchpanel über mehrere Ports.
Ein verlegtes Netzwerkkabel anzuschließen oder aufzulegen ist sehr einfach. Das Wichtigste dabei ist das richtige Werkzeug. Es wird ein Anlegewerkzeug bzw. eine Crimpzange benötigt, zusätzlich wird ein Schraubendreher, ein Cuttermesser und ein Seitenschneider benötigt.
Zuerst werden die Netzwerkkabel abisoliert, das Patchpanel wird aufgeschraubt und die Netzwerkkabel werden in das Patchpanel eingeführt. Vor dem Auflegen werden die Zugentlastungen festgeschraubt. Die Netzwerkkabel sind nun fest mit dem Panel verbunden und können sich somit beim Auflegen nicht lösen oder gar verrutschen. Anschließend sind die Adern der Netzwerkkabel entsprechend der Netzwerkdosen aufzulegen. Dazu gibt es wieder zwei verschiedene Normen, diese sind TIA-568A und TIA-568B. Sind die Netzwerkdosen nach TIA-568A aufgelegt, muss das Patchpanel auch nach TIA-568A Standard aufgelegt werden. Gleiches gilt für den TIA-568B Standard. Nach erfolgreichem Auflegen kann das Patchpanel in den Serverschrank eingebaut werden. Außerdem können dann die Netzwerkkabel mit Patchpanel und Switch verbunden werden.
PoE ist die Abkürzung für Power over Ethernet und beschreibt die Stromversorgung eines Geräts über das Netzwerk. Durch die Nutzung von PoE ist bei vielen angeschlossenen Endgeräten das externe Netzteil zur Stromversorgung überflüssig. Die Versorgung durch PoE ist leistungstechnisch beschränkt und eignet sich daher am besten für Endgeräte mit niedrigem Leistungsbedarf. Dazu gehören zum Beispiel IP-Telefone, IP-Kameras oder auch Access-Points.
Mit dem aktuellen PoE-Standard ist eine Versorgungsleistung bis zu 90 Watt je Endgerät möglich. Die genauen Spezifikationen sind in der IEEE 802.3x niedergelegt und entwickeln sich regelmäßig weiter.
Die Netzwerkverkabelung kann mit Hilfe eines Netzwerktesters schnell und einfach geprüft werden. Dazu muss der LAN-Tester über ein Netzwerkkabel mit dem Patchpanel verbunden werden. Das Gegenstück muss dann über ein Netzwerkkabel in die entsprechende Netzwerkdose im jeweiligen Raum gesteckt werden. Solche Netzwerktester werden unter anderem auch von uns hergestellt. Bei der Überprüfung von Netzwerkkabeln werden drei Kategorien unterschieden: eine verifizierte, eine qualifizierte und eine zertifizierte Messung.
Die Grundlage der Messung eines Netzwerkkabels bildet die Verifizierung. Bei dieser wird die eigentliche Verkabelung überprüft. Bei Verkabelungstestern gibt es unterschiedliche Bauformen. Vom Prinzip her werden codierte Signale durch einen Sender in die einzelnen Adern und den Schirm eingespeist und am anderen Kabelende sowohl empfangen als auch ausgewertet. Somit werden Verkabelungsfehler für Durchgang, Unterbrechung, Kurzschluss oder Vertauschung angezeigt. Die Anzeige erfolgt geräteabhängig, zum Beispiel tabellarisch oder grafisch. Die grafische Anzeige einer Wiremap, wie im Display des dargestellten KE7200, erleichtert die Fehleranalyse und Korrektur.
Abb. 5: Beispielhafte Fehler in der Adernzuordnung sowie eine Wiremap im Display eines KE7200 Netzwerktesters
Eine Qualifizierung ist die nächst höherwertige Messung nach der Verifizierung eines Netzwerkkabels. Bei einer Qualifizierung handelt es sich um eine aktive Messung der möglichen Übertragungsgeschwindigkeit des installierten Kabels. Aktuelle Qualifizierer ermöglichen eine Messung bis zu 10 Gbit/s. Der Qualifizierungstest wird in der Norm TIA-570 für Innenbereiche und TIA-568 für Außenbereiche erwähnt. Neben der Messung der Übertragungsgeschwindigkeiten werden je nach Messgerätehersteller noch weitere Parameter, wie zum Beispiel die Laufzeit, Paketverluste, die Bitfehlerrate oder der Signal-zu-Rauschabstand, zusätzlich gemessen.
Unter einer Zertifizierung ist die Überprüfung der exakten Kabelnorm in einem Netzwerk zu verstehen. Bei der Verwendung eines Zertifizierers wird zunächst die gewünschte Kabelnorm, zum Beispiel Cat6, ausgewählt. Anschließend wird die normgerechte Messung ausgeführt. Bei der zertifizierten Messung werden Einzelparameter des Kabels überprüft. Dazu gehören der Schleifenwiderstand, die Einfügedämpfung, das Übersprechen oder auch mathematisch abgebildete ACR-Werte. Aus diesen Einzelmessungen wird eine Gesamtbewertung ausgeführt und neutral als Ergebnis dargestellt. Die installierte Leitung kann den Test nach der vorgegebenen Norm somit entweder bestehen oder eben nicht.
Bei der Installation von Netzwerkkabeln sind unterschiedliche Vorgaben zu beachten. Die Kategorie „Cat“ des Netzwerkkabels definiert grundlegend die maximal mögliche Datenübertragung und sollte von vornherein an den Bedarf angepasst werden. Die Verteilung der Anschlüsse ist durch die Verwendung eines Switchs oder eines Patchfeldes in Kombination mit Netzwerkdosen realisierbar. Vor der Inbetriebnahme empfiehlt sich die Kontrolle der Installation durch ein geeignetes Messmittel in Form einer Verifizierung, einer Qualifizierung oder einer Zertifizierung.
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