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Twisted-Pair-Kabel der Kategorie 5e. Technische Eigenschaften von Twisted Pair (Typ, Länge, Geschwindigkeit)

Twisted Pair – (engl. Twisted Pair) – ist ein Kabel, dessen Struktur ein bis mehrere Paare isolierter Drähte umfasst, die miteinander verdrillt und in einen PVC-Mantel gelegt sind. Um die Kommunikation zwischen ihnen zu erhöhen, werden die Drähte eines Paares verdrillt. Dadurch wirken sich elektromagnetische Störungen gleichermaßen auf beide Leitungen aus, die gegenseitige Beeinflussung bei der Übertragung von Differenzsignalen wird reduziert und auch der Einfluss elektromagnetischer Störungen von externen Quellen wird reduziert.

- (engl. Twisted Pair) - ist ein Kabel, dessen Struktur aus einem bis mehreren Paaren isolierter Drähte besteht, die miteinander verdrillt und in einem PVC-Mantel untergebracht sind.

Um die Kommunikation zwischen ihnen zu erhöhen, werden die Drähte eines Paares verdrillt. Dadurch wirken sich elektromagnetische Störungen gleichermaßen auf beide Leitungen aus, die gegenseitige Beeinflussung bei der Übertragung von Differenzsignalen wird reduziert und auch der Einfluss elektromagnetischer Störungen von externen Quellen wird reduziert. Um die Kopplung zwischen verschiedenen Kabelpaaren, die sogenannte „periodische Annäherung von Leitern verschiedener Paare“, zu reduzieren, sind bei UTP-Kabeln der Kategorie 5 und höher die Drähte jedes Paares in unterschiedlichen Steigungen verdrillt.

Es wird hauptsächlich als Teil von SCS – strukturierten Verkabelungssystemen – verwendet, und zwar zur Datenübertragung in Computer- und Telekommunikationstechnologien wie Arcnet, Ethernet und Token Ring. Dieses Kabel ist kostengünstig, einfach zu installieren und außerdem mit vielen Arten von Geräten kompatibel (für den Anschluss wird ein 8P8C-Stecker verwendet). Daher ist es heute die beste Wahl für Benutzer aller Art.

Kabeldesign

Das Kabel besteht aus:

  • Leiterisolierung,
  • Äußere Kunststoffschale
  • Faden reißen
  • Schutzschirm. (Kat.5) und höher

Dirigenten

Als Leiter werden sowohl monolithische Kupferleiter mit einer Dicke von 0,4 - 0,6 mm als auch Bündel aus vielen Leitern verwendet. Die Abmessungen werden entweder mit dem uns bekannten metrischen System oder in Übereinstimmung mit den amerikanischen AWG-Drahtgrößenstandards ausgedrückt. Herkömmliche vierpaarige Kabel verwenden beispielsweise Leiter mit einem Kerndurchmesser von 0,51 mm. Nach dem amerikanischen System wäre dies 24 AWG.

Leiterisolierung

Das Dämmmaterial besteht in der Regel aus Polyvinylchlorid (PVC). Für höherwertige Kabel der 5. Kategorie werden Polypropylen und Polyethylen verwendet. Das hochwertigste Kabel wird mit einer Isolierung aus zellulärem (geschäumtem) Polyethylen, das dem Kabel geringe dielektrische Verluste verleiht, oder Teflon hergestellt. Die Dicke der Leiterisolierung beträgt 0,2 mm.

Faden reißt

Der im Kabel verwendete Brechfaden ermöglicht den Zugang zur Ader, ohne die Isolierung der Adern zu beeinträchtigen. In der Regel besteht dieser Faden aus Nylon, da dieses Material stark genug ist und keine Dehnung des Kabels zulässt.

Außenhülle

In den meisten Fällen besteht die Außenhülle aus mit Kreide vermischtem Polyvinylchlorid. Außerdem werden bei der Herstellung des Mantels Polymere verwendet, die die Verbrennung nicht unterstützen und beim Erhitzen keine Halogene abgeben (dies sind Kabel mit der Kennzeichnung LSZH). Dieser Kabeltyp ist in geschlossenen Räumen, in denen eine Luftzirkulation durch laufende Lüftungs- und Klimaanlagen herrscht und in denen nur Kabel mit einem Mantel verwendet werden dürfen, der die Verbrennung nicht unterstützt und keinen Rauch erzeugt, einfach unersetzlich!

Bei unterschiedlichen Einsatzbedingungen können besondere Anforderungen an die Außenhülle gestellt werden. Beispielsweise muss ein Kabel für die Außenverlegung mit einem hydrophoben Polyethylenmantel ausgestattet sein, der mit einer zweiten Schicht über dem üblichen PVC-Mantel abgedeckt werden kann. Außerdem besteht die Möglichkeit, den Hohlraum im Kabel mit einem hydrophoben Gel zu füllen. Und schließlich kann das Kabel mit Wellband oder Stahldraht armiert werden.

Farbe der Außenhülle

Die Farbe des Mantels weist auf den Funktionszweck eines bestimmten Kabeltyps hin und erleichtert die Identifizierung sowohl bei der Installation als auch bei der Wartung erheblich.

Grau ist die häufigste Kabelfarbe. Material - PVC. Wird typischerweise im Innenbereich verwendet.

Schwarz - Kabel zur Außenmontage. Material - Polyethylen (PE). Es wird in Feuchträumen, Kellern, feuchten Steigleitungen, im Freien und im Freien eingesetzt.

Markierung

Die Kennzeichnung umfasst folgende Pflichtbestandteile:

  • Hersteller
  • Kabelart
  • Meter- oder Fußmarkierungen

Arten

Solides Kabel

In diesem Fall enthält jeder Draht nur einen Kupferdraht, einen sogenannten Monolithkern. Monocore-Kabel eignen sich am besten für die Verlegung in Wänden, Kästen usw. Anschließend erfolgt der Abschluss mit Buchsen. Dies liegt daran, dass recht dicke Kupferlitzen bei häufigem Biegen leicht brechen. Dieses Kabel kommt in der Regel nicht in direkten Kontakt mit den angeschlossenen Geräten, für diese Zwecke ist ein mehradriges Kabel besser geeignet.

Mehradriges Kabel

Ein mehradriges Kabel besteht dementsprechend aus mehreren Leitern. Dieser Typ eignet sich hervorragend für Situationen, in denen das Kabel einer Biegung und Verdrehung ausgesetzt ist, ist aber gleichzeitig nicht mit dem „Schneiden“ der Drähte in den Buchsenstecker kompatibel, da dünne Drähte dafür nicht ausgelegt sind – sie brechen einfach . Im Allgemeinen sind mehradrige Kabel eine ideale Lösung für den Anschluss von Geräten an Steckdosen. Allerdings begrenzt die größere Signaldämpfung des Kabels im Vergleich zum Monocore-Typ den maximal möglichen Abstand vom Gerät zur Steckdose, der bei 120 Metern liegt.

Abhängig von der Verfügbarkeit sowie der Art des installierten Schutzes (Abschirmung) gegen verschiedene Arten elektromagnetischer Störungen werden folgende Kabeltypen unterschieden:

  • Ungeschirmtes Kabel (UTP). Wie der Name schon sagt, verfügt dieser Typ über keinen Schutz gegen Störungen.
  • Folienkabel (FTP oder F/UTP). In diesem Fall handelt es sich bei der Schutzscheibe um eine Folienschicht.
  • Abgeschirmtes Kabel (englisch STP). Jedes Leiterpaar verfügt über einen eigenen Schutz in Form einer Abschirmung.
  • Foliengeschirmtes Kabel (englisch S/FTP oder SSTP). Bei diesem Typ wird jedes Leiterpaar mit einer Folie geschützt und in einer externen Kupferabschirmung untergebracht.
  • Doppelfolienkabel (SFTP). Dieser Typ unterscheidet sich vom vorherigen dadurch, dass nicht jedes Leiterpaar geschützt ist, sondern alle Leiter, d.h. Sie haben zwei gemeinsame Außenschirme – aus Folie und Kupfer.

Zum Schutz vor elektromagnetischen Störungen ist das Kabel abgeschirmt. Es ist zu beachten, dass der Schirm direkt mit dem blanken Erdungsdraht verbunden ist, was dazu dient, ein Reißen und Dehnen des Schirms zu verhindern.

Kabelkategorien

Die Kabelkategorie wird durch den maximal übertragenen Frequenzbereich bestimmt und hängt von der Anzahl der Windungen pro Längeneinheit ab. Insgesamt stehen 7 Kategorien zur Verfügung (CAT1 – CAT7), die jeweils durch bestimmte Gesetze geregelt sind:

1. EIA/TIA 568-Standard (Standard für die Verwendung von Verkabelungen in Gewerbegebäuden, übernommen in den USA);

2. Internationaler Standard ISO 11801;

3. Übersetzung des amerikanischen Standards ANSI/TIA/EIA-568B – GOST R 53246 – 2008;

4. Übersetzung eines der möglichen Herstellerhandbücher – GOST R 53245 – 2008.

Merkmale der Kabelkategorien

  • CAT 1 (Frequenzband 0,1 MHz) – ist ein Standard-Telefonkabel, dessen Hauptzweck die Übertragung von Sprache oder digitalen Daten über ein Modem ist. Besteht nur aus einem Adernpaar. Früher in den USA in „verdrillter“ Form verwendet, wird dieser Kabeltyp in Russland immer noch ohne Verdrillung verwendet. Der einzige Nachteil dieses Typs besteht darin, dass er weniger zuverlässig gegenüber Störungen ist.
  • CAT 2 (1-MHz-Frequenzband) – dieser Kabeltyp ist veraltet und wird manchmal in Telefonnetzen verwendet. Kommt in Arcnet- und Token-Ring-Technologien vor und besteht aus zwei Leiterpaaren. Die Datenübertragung wird mit Geschwindigkeiten von bis zu 4 Mbit/s unterstützt.
  • CAT 3 (Frequenzband – 16 MHz) – es gibt sowohl 4-paarige als auch 2-paarige Kabel dieses Typs. Wird zum Aufbau von Telefon- und lokalen Netzwerken auf Basis von 10BASE-T verwendet. Die Datenübertragungsgeschwindigkeit beträgt 10 - 100 Mbit/s bei einer Entfernung von nicht mehr als 100 Metern unter Verwendung der 100BASE-T4-Technologie. Was diesen Kabeltyp von anderen unterscheidet, ist seine Kompatibilität mit den IEEE 802.3-Standards.
  • CAT 4 (Frequenzband 20 MHz) – derzeit nicht genutzt. Bisher wurde dieses 4-paarige Kabel mit Datenübertragungsraten von bis zu 16 Mbit/s in den Technologien 100BASE-T4 und 10BASE-T verwendet.
  • CAT5 (100-MHz-Frequenzband) – wird in Telefonleitungen und zum Aufbau von 100BASE-TX-Netzwerken verwendet. Die Datenübertragungsgeschwindigkeit beträgt bis zu 100 Mbit/s
  • CAT5e (vom englischen Expanded Frequency Band 125 MHz) – dieser Typ ist ein verbessertes Kabel der fünften Kategorie, d.h. hat die besten Eigenschaften. Besteht aus vier verdrillten Paaren, die Übertragungsgeschwindigkeit erreicht 1000 Mbit/s. Derzeit ist es der gebräuchlichste Kabeltyp, der zum Aufbau lokaler Computernetzwerke verwendet wird.
  • CAT 6 (250-MHz-Frequenzband) – weit verbreitet in Ethernet-Netzwerken. Besteht aus vier Leiterpaaren, ist die Übertragungsgeschwindigkeit extrem hoch und erreicht 10 Gbit/s. Dieser Standard kann in Anwendungen mit hohen Geschwindigkeiten von bis zu 40 Gbit/s verwendet werden. Der Standard wurde 2008 etabliert.
  • CAT7 (Frequenzband bis 700 MHz) – ein Kabel dieser Kategorie ist mit mehreren Abschirmungen ausgestattet, von denen eine gemeinsam ist und die übrigen um jedes Paar herum angeordnet sind. Die siebte Kategorie ist kein UTP-Kabel mehr, sondern S/FTP (ScreenedFullyShieldedTwistedPair). Da es sich um ein vollständig abgeschirmtes Kabel aus vier Leiterpaaren handelt, ist die Übertragungsgeschwindigkeit extrem hoch und erreicht 10 Gbit/s.

Crimpdiagramm

Es gibt zwei Arten des Kabelcrimpen mit dem 8P8C-Stecker:

Direkt – stellt eine direkte Verbindung zwischen dem Gerät und dem Switch/Hub her

Cross – beinhaltet die Verbindung mehrerer Netzwerkkarten von Computern, d.h. Computer-zu-Computer-Verbindung. Um diese Verbindung herzustellen, muss ein Crossover-Kabel erstellt werden. Neben dem Anschluss von Netzwerkkarten dient es auch der Anbindung älterer Switch-/Hub-Typen. Wenn die Netzwerkkarte über die entsprechende Funktion verfügt, kann sie sich automatisch an den Crimptyp anpassen.

Straight-Through-Kabel:

Crimpen nach EIA/TIA-568A-Standard

Crimpen nach EIA/TIA-568B-Standard (häufiger verwendet)

Crossover-Kabel

Crimpen, um eine Geschwindigkeit von 100 Mbit/s zu erreichen

Diese Systeme können sowohl 100-Megabit- als auch Gigabit-Verbindungen bereitstellen. Um eine Geschwindigkeit von 100 Megabit zu erreichen, reicht es aus, 2 von 4 Paaren zu verwenden – grün und orange. Die verbleibenden zwei Paare können zum Anschluss eines weiteren PCs verwendet werden. Einige Benutzer teilen das Ende des Kabels auf, um ein „doppeltes“ Kabel zu erstellen. Dieses Kabel hat jedoch die gleichen Eigenschaften wie ein einzelnes Kabel und kann zu einer schlechten Datenübertragungsqualität und -geschwindigkeit führen.

WICHTIG! Ein entgegen den Anforderungen der Norm gecrimptes Kabel funktioniert möglicherweise nicht richtig! Dies äußert sich in einem großen Prozentsatz der Verluste übertragener Daten oder in der völligen Funktionsunfähigkeit des Kabels (alles hängt von seiner Länge ab).

Um die Korrektheit und Effizienz der Kabelverpressung zu überprüfen, werden spezielle Kabeltester eingesetzt. Dieses Gerät umfasst einen Sender und einen Empfänger. Der Sender versorgt jede Kabelader mit einem Signal und dupliziert die Übertragung mit einer Anzeige über LEDs am Empfänger. Wenn alle 8 Anzeigen der Reihe nach aufleuchten, liegen keine Probleme vor und das Kabel wurde korrekt gecrimpt.

Die Designoptionen für Querverbindungen sind auf Power over Ethernet beschränkt, standardisiert durch IEEE 802.3af-2003. Dieser Standard beginnt automatisch zu funktionieren, wenn die Adern im Kabel eins zu eins verbunden werden.

Zweck der Kabelpaare:

  • Das erste und das zweite Paar (TDP-TDN) werden für die Datenübertragung von MDI zu MDI-X verwendet.
  • Das dritte bis sechste Paar (RDP-RDN) überträgt Daten über den Rückkanal (von MDI-X zu MDI).
  • Das vierte und fünfte sowie das siebte und achte Paar sind bidirektional und werden normalerweise in bestimmten Fällen verwendet.

Installation

Bei der Installation des Kabels sollten Sie keine Biegungen von mehr als acht Außendurchmessern zulassen: Eine starke Biegung kann zu verstärkten Störungen oder zur Zerstörung des Kabels selbst führen.

Es lohnt sich immer, die Unversehrtheit des Schirms zu überwachen (wenn Sie ein abgeschirmtes Kabel haben), da seine Verformung zu einer Verringerung der Störfestigkeit des Kabels führen kann. Es muss außerdem sichergestellt werden, dass der Erdungsdraht mit der Abschirmung des Steckers verbunden ist.

Der Unterschied zwischen Kategorie 5 und 5e.

Frage:

Antwort:

Kategorie 5e (5 Enhanced) ist eine Verbesserung gegenüber Kategorie 5, um die Übertragung von 1-Gbit-Ethernet-Signalen zu ermöglichen. Der Hauptunterschied im Design zwischen einem UTP-Kabel der Kategorie 5e und einem Kabel der Kategorie 5 besteht darin, dass bei einem Kabel der Kategorie 5e die Verdrillungssteigung der Leiterpaare unterschiedlich ist, wodurch die gegenseitige Beeinflussung der Paare erheblich verringert werden kann.

In verschiedenen Bereichen der Funkelektronik und Computertechnik ist die Übertragung hochfrequenter Signale erforderlich. Und um sich für die eine oder andere Kabelmarkierung zu entscheiden, müssen Sie deren physikalische und technische Parameter zumindest ein wenig kennen. Der folgende Artikel soll Sie mit den Kategorien von LAN-Kabeln vertraut machen.
Es ist zu beachten, dass alle Arten von LAN-Kabeln klassifiziert sind. Und jede Kategorie solcher Drähte ist für bestimmte Anwendungsbereiche bestimmt. Zunächst ist anzumerken, dass es ungeschirmte und geschirmte Twisted-Pair-Kabel gibt. Unter den ersten können wir die UTP-Kennzeichnung hervorheben und im Bereich der abgeschirmten die Kategorien FTP und STP.
Die beliebtesten Modelle bei den Anbietern sind 4, 4. Erwähnenswert ist auch, dass UTP 4 Cu mittlerweile durch UTP 4 CCA („Copperware“) ersetzt wird. Es gibt jedoch noch andere Eigenschaften von Koaxialkabeln und -leitungen, die ihren Zweck und ihre Bezeichnung bestimmen.

Unterschiede in den technischen Parametern
Koaxialkabel werden auch nach der Geschwindigkeit klassifiziert, mit der Informationen übertragen werden. Solche Parameter werden in Megabit/Sek. gemessen. Und Kabelkategorien werden mit der Abkürzung CAT bezeichnet, zu der eine Zahl von 1 bis 7 hinzugefügt wird. Beispielsweise weisen Kabel unter CAT-5, die in der Telefon- und Funkkommunikation weit verbreitet sind, eine niedrige Informationsübertragungsgeschwindigkeit auf. Daher sind sie für Computerausrüstung und Videokommunikation ungeeignet.
Derzeit werden häufig Internetkabel mit der Bezeichnung CAT-5 und höher verwendet. Es ist zu beachten, dass die potenzielle Datenübertragungsrate und die mögliche Betriebsbandbreite des Kabels, gemessen in Megahertz, umso höher sind, je größer die Zahl nach der Abkürzung CAT ist. Dies ist kein Zufall, sondern eine natürliche Tatsache, da die Zahl nach CAT die Kategorienummer angibt. Und da Letzteres zunimmt, muss das Kabel über eine bessere Leiterisolierung und Rauschunterdrückungsfähigkeit (XT) verfügen.
Die folgende Tabelle dient als guter Leitfaden für die Auswahl eines Koaxialkabels für jede Anwendung. Bitte beachten Sie, dass es sich hierbei um die Nennkabelspezifikationen handelt. Daher verwenden einige Risikoträger möglicherweise Cat-5-Kabel für Geräte mit Datenübertragungsraten über 1 Gigabit pro Sekunde. Es ist zu beachten, dass solche Experimente den Betrieb der Geräte negativ beeinflussen können.
Es ist zu beachten, dass die Verwendung eines Kabels mit der Bezeichnung Cat-6 keine Informationsübertragung mit einer Geschwindigkeit von 1 Gigabit/Sek. garantiert. Schließlich sind hierfür die entsprechenden Einstellungen der Netzwerkkarte, des Betriebssystems, der Netzwerkgeräte und der Steckdosen erforderlich.
Bezüglich der Unterschiede zwischen Cat-5 und Cat-5e muss klargestellt werden, dass für den letztgenannten Kabeltyp höhere Anforderungen an das Übersprechen gelten. In letzter Zeit ersetzen Kabelhersteller Cat-5 zunehmend durch Cat-5e, das auch als 5 Enhanced bezeichnet wird. Diese Modifikationen weisen jedoch keine weiteren Unterschiede auf.
Auch die Kennzeichnung von Cat-6-LAN-Kabeln, die mit einer Frequenz von nicht mehr als 250 MHz betrieben werden, wurde verbessert. Kategorien, die den Test bei 500 Megahertz bestanden haben, wurden der erweiterten Modifikation der Kategorie 6 zugeordnet. Die letztere Kategorie, auch Cat-6a genannt, eliminiert die Möglichkeit interner Interferenzen. Dadurch hat sich die potenzielle Geschwindigkeit der Signalübertragung über große Entfernungen auf 10 Gigabit pro Sekunde erhöht.
Unterschiede zwischen Kabeln nach physikalischen Parametern
Die wichtigsten mechanischen Eigenschaften des Kabels, die die Geschwindigkeit der Informationsübertragung erhöhen und Störungen eliminieren, sind die Häufigkeit der Verdrillung der Innenleiter (paarweise) und die Qualität ihrer Isolierung. Zum ersten Mal wurden die geräuschunterdrückenden Eigenschaften von verdrillten isolierten Drähten von einem amerikanischen Wissenschaftler schottischer Herkunft, Graham Bell, entdeckt. Das war vor fast anderthalb Jahrhunderten.
In dieser Zeit hat die Wissenschaft große Fortschritte gemacht. Und jetzt ist der Twisted-Pair-Leiter der „Grundstein“ für alle Koaxialkabel. Das von Graham Bell entdeckte Phänomen reduziert das Risiko interner und externer Störungen erheblich. Und je mehr Windungen ein Leiterpaar pro Längeneinheit hat, desto höher sind die rauschunterdrückenden Eigenschaften des Kabels. Daher unterscheiden sich die Kategorien Cat-5 und Cat-6 in der Geflechtdicke und der Anzahl der Windungen voneinander.
In der Regel hat jedes Leiterpaar in Kabeln mit der Kennzeichnung Cat-5(e) 1,5 bis 2 Windungen pro 10 Millimeter, und in der Kategorie Cat-6 sind es mehr als 2. Allerdings hat jeder Hersteller seine eigenen, einzigartigen Standards, die sich von denen unterscheiden ihre Konkurrenten. Dies gilt auch für das Vorhandensein eines Nylonfadens im Internetkabel. Es erhöht die Festigkeit des Produkts und vereinfacht die Installationsarbeiten mit dem Kabel. Allerdings ist Nylonfaden nicht in allen Produkten enthalten. Es kommt am häufigsten in Modifikationen von Cat-5e vor.
Die zweite physikalische Eigenschaft eines Kabels, die die Qualität der Signalübertragung verbessert, ist die Dicke des Geflechts. Je größer sie ist, desto weniger hochfrequente Störungen treten mit steigender Frequenz auf. Typisch für die Cat-5e-Kategorie ist ein dünnes Geflecht.
Kabelabschirmung: Gründe und Vorteile

Mit der Zunahme der Frequenzen, mit denen moderne Computertechnologie arbeitet, sind die Rauschunterdrückungseigenschaften von verdrillten Paaren in Internetkabeln eindeutig unzureichend geworden. Und um die Qualität der Signale zu verbessern, begann man, Kurvenpaare in Folie einzuwickeln. Solche Kabel werden normalerweise auf Straßen, in der Nähe von Umspannwerken, Stromleitungen und anderen Hochfrequenzquellen verwendet. Derzeit werden jedoch weiterhin Modifikationen verwendet, die keine geschirmten Windungspaare haben. Typischerweise werden solche Kabel in Wohnungen und Büros an störungsgeschützten Orten verlegt.
Unter den Twisted-Pair-Herstellern gibt es solche, die den Inhalt der Produkte mit einer externen Abschirmung isolieren, die sich direkt unter der äußeren Isolationsschicht befindet. Dieser vorteilhafte Unterschied findet sich in der Kennzeichnung des geschirmten STP-Kabels.
Ein- und mehradrige Leiter von LAN-Kabeln
Es gibt zwei Arten von Leitern in einem verdrillten Paar: massiv und verdrillt. Der erste kann als Single-Core bezeichnet werden, da es sich um einen einzelnen Strang aus dünnem Kupferdraht handelt. Der zweite wird oft als Litzenleiter bezeichnet, da dieser Leiter aus sehr dünnen, miteinander verdrillten Kupferleitern besteht.
Es wird empfohlen, Kabel mit massiven Leitern dort zu verwenden, wo diese stationär sind. In diesem Fall leistet dieses LAN-Kabel lange und zuverlässig seinen Dienst. In Bereichen, in denen sich das Kabel häufig bewegt und biegt, empfiehlt es sich, flexiblere Kabel mit Litzenleitern zu verwenden.

Nicht alle Ethernet-Kabel sind gleich. Was ist der Unterschied zwischen ihnen und wie kann festgestellt werden, welche Kabelkategorie benötigt wird? Um dies zu verstehen, schauen wir uns die technischen und physikalischen Unterschiede zwischen den Kategorien von Ethernet-Kabeln an.

Ethernet-Kabel werden basierend auf unterschiedlichen Spezifikationen in fortlaufend nummerierte Kategorien (Cats) eingeteilt. Manchmal wird der Begriff einer Kategorie durch Prüfnormen präzisiert oder ergänzt (z. B. 5e, 6a). Die Kategorie, zu der das Kabel gehört, bestimmt, unter welchen Bedingungen es verwendet werden kann. Hersteller sind verpflichtet, sich an Normen zu halten, was uns die Auswahl eines Kabels und generell die Arbeit damit erleichtert.

Technische Unterschiede

Unterschiede in den Kabelspezifikationen spiegeln sich nicht nur im Aussehen des Kabels wider; Werfen wir also einen Blick auf die Fähigkeiten der einzelnen Kategorien. Nachfolgend finden Sie eine Tabelle mit Standards, die Ihnen bei der Auswahl eines Kabels für Ihren Fall helfen kann.

Mit zunehmender Kategorienummer erhöhen sich auch die Datenübertragungsgeschwindigkeit und die Häufigkeit, mit der das Kabel arbeitet. Dies ist kein Zufall, denn jede neue Kategorie stellt höhere Anforderungen an die Unterdrückung von Übersprechen (XT) und die Effizienz der Leiterisolierung.

Aber diese Tabellen sind überhaupt keine Postulate. Es ist physikalisch möglich, Cat-5-Kabel für Gigabit-Geschwindigkeiten zu verwenden, und es ist ebenso möglich, das Kabel länger als 100 Meter zu machen. Der Standard wurde nicht unter Ihren spezifischen Bedingungen getestet, daher können die Ergebnisse variieren. Das Gegenteil ist auch der Fall: Nur weil es sich bei Ihrem Kabel um ein Cat-6-Kabel handelt, heißt das nicht, dass Sie eine Datenübertragungsgeschwindigkeit von 1 Gigabit/Sekunde haben. Auch die Netzwerkgeräte und Steckdosen, an denen dieses Kabel angeschlossen wird, müssen diese Geschwindigkeit unterstützen, zudem müssen entsprechende Einstellungen im Netzwerkkartentreiber, Betriebssystem etc. vorhanden sein.

Kategorie 5 wurde überarbeitet und größtenteils durch Kategorie 5 Enhanced (Cat-5e) ersetzt. Physisch hat sich am Kabel nichts geändert, es wurde lediglich ein strengerer Crosstalk-Standard angewendet.

Kategorie 6 wurde in die erweiterte Kategorie 6 (Cat-6a) geändert, die bei 500 MHz getestet wurde (im Vergleich zu 250 MHz bei Cat-6). Durch die höhere Kommunikationsfrequenz wurde Crosstalk (AXT) eliminiert, was zu höheren Datenraten von bis zu 10 Gbit/s über größere Entfernungen führte.

Körperliche Unterschiede

Welche physikalischen Kabelparameter tragen also dazu bei, Störungen zu beseitigen und die Datenübertragungsraten zu erhöhen? Es geht um die Isolierung und darum, dass die Kabelleiter paarweise verdrillt sind. Das Flechten von Leitern wurde 1881 von Graham Bell erfunden und er war es, der die Technik erstmals auf Telefonkabel anwandte, die entlang von Stromleitungen verlaufen. Er stellte fest, dass durch das Verdrillen des Kabels alle 3-4 Pfosten die Interferenzen deutlich reduziert und die Signalübertragungsreichweite erhöht wurden. Twisted Pair ist zur Basis aller Ethernet-Kabel geworden und reduziert die Auswirkungen von internem Übersprechen und Übersprechen von externen Quellen.

Die beiden wichtigsten physikalischen Unterschiede zwischen Cat-5- und Cat-6-Kabeln sind die Anzahl der Twisted-Pair-Windungen pro Längeneinheit und die Dicke des Geflechts.

Die Dralllängen sind nicht standardisiert, aber typischerweise hat Cat-5(e) 1,5–2 Windungen pro Zentimeter, während Cat-6 mehr als 2 Windungen hat. Innerhalb desselben Kabels hat jedes Farbpaar auch eine andere Dralllänge basierend auf Primzahlen . Die Längen der Windungen sind so gewählt, dass nie zwei verschiedene Windungen zusammenfallen. Die Anzahl der Windungen pro Farbpaar ist normalerweise für jeden Hersteller unterschiedlich. Wie Sie im Bild oben sehen können, hat jedes Farbpaar eine unterschiedliche Anzahl von Windungen pro 1 Zoll.

Viele Cat-6-Kabel enthalten einen Nylonfaden, der das Kabelschneiden erleichtert und die Kabelfestigkeit erhöht. Obwohl Filament in Cat-5 optional ist, fügen einige Hersteller es trotzdem hinzu. Bei Cat-6-Kabeln ist das Filament ebenfalls optional, solange das Kabel die Tests des Standards besteht. Im Bild oben enthält nur das Cat-5e-Kabel Nylonfaden.

Während das Nylonfilament die Festigkeit des Kabels erhöht, schützt das dickere Geflecht vor Nahinterferenzen und externem Übersprechen, deren Auswirkungen mit der Frequenz zunehmen. Auf dem Bild hat das Cat-5e-Kabel ein dünneres Geflecht als die anderen und nur einen Nylonfaden.

Geschirmtes (STP) oder ungeschirmtes (UTP) Kabel

Absolut alle Ethernet-Kabel sind verdrillt, aber die Hersteller sind noch einen Schritt weiter gegangen und verwenden Abschirmungen, um Störungen zu bekämpfen. Ein ungeschirmtes Twisted-Pair-Kabel eignet sich gut für die Verlegung eines Kabels von einer Wand zu einem Computer. Bei der Verlegung in Bereichen mit hohem Geräuschpegel, im Freien oder innerhalb von Wänden wird jedoch dringend empfohlen, ein abgeschirmtes Kabel zu verwenden.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, ein Ethernet-Kabel abzuschirmen. Die übliche Methode besteht jedoch darin, jedes Paar mit einer Folienabschirmung zu versehen. Dies schützt vor gegenseitiger Beeinflussung der Paare innerhalb des Kabels. Einige Hersteller schützen die Leiter zusätzlich vor externem Übersprechen, indem sie den UTP- oder STP-Kabeln eine externe Abschirmung hinzufügen. Das Bild oben rechts zeigt also ein abgeschirmtes STP-Kabel (S/STP).

Massives oder verdrilltes Kabel

Der Begriff Massiv- oder Litzenkabel bezieht sich auf die tatsächlichen Kupferleiter im Kabel. Massiv bedeutet, dass der Innenleiter aus einem einzigen Stück Kupfer besteht, während Litzen bedeutet, dass der Innenleiter aus mehreren dünnen, miteinander verdrillten Kupferleitern besteht. Jeder Leitertyp hat unterschiedliche Anwendungen, aber die meisten Leser müssen nur zwei davon kennen.

Verseilte Kabel (verseilt, siehe Abbildung oben) sind flexibler und sollten dort verwendet werden, wo sich das Kabel häufig bewegt, beispielsweise in der Nähe von Arbeitsbereichen.

Ein massives Kabel (Solid, im Bild unten) ist nicht so flexibel, aber langlebiger, es kann ideal für dauerhafte Netzwerke verwendet werden – sowohl im Freien als auch im Innenbereich.

Dies ist eine Übersetzung des Artikels

Tatsächlich konnten ältere Verkabelungssysteme der Kategorie 5 (wie in den TIA/EIA-Standards definiert) keine Gigabit-Anwendungen unterstützen, weshalb Anforderungen der Kategorie 5e entwickelt wurden. In den Normen selbst für Kabelkomponenten und -systeme im Allgemeinen finden Sie jedoch keinen direkten Zusammenhang zwischen Anwendungen und Kategorien. Dieser Zusammenhang ist indirekt über den Frequenzbereich und die Bandbreite. Das Folgende ist ein Auszug aus ISO/IEC 11801:2002, Anhang F.

Klasse D, definiert im Frequenzband bis 100 MHz gemäß ISO/IEC 11801:2002, entspricht Kategorie 5e gemäß ANSI/TIA/EIA-568-B. Wie Sie sehen, ist es in Systemen dieser Art möglich, nicht nur Fast-Ethernet-Anwendungen, sondern auch 1-Gigabit-Ethernet zu implementieren. Ethernet-Anwendungen selbst werden in IEEE 802.3-Dokumenten beschrieben.

Kategorien 1 und 2

Symmetrisches Twisted-Pair-Kabel der Kategorie 1 und 2. Wird von den ANSI/TIA/EIA-568-B-Standards nicht mehr als Übertragungsmedium anerkannt. Früher für Sprach- und langsame Datenübertragung (9600 bps oder weniger) verwendet.

Kategorie 3

Symmetrische Twisted-Pair-, Kabel- und passive Schaltgeräte. Von den ANSI/TIA/EIA-568-B-Standards als Übertragungsmedium für Sprachanwendungen anerkannt, jedoch nicht für den Einsatz in neuen Verkabelungssystemen empfohlen. Die Kabeleigenschaften sind im Bereich bis 16 MHz angegeben. In der Vergangenheit wurden Medien der Kategorie 3 zur Übertragung von Sprache und Daten mit Geschwindigkeiten von bis zu 10 Mbit/s verwendet (IEEE 802.5 Balanced Twisted Pair 4 Mbit/s Supplement und IEEE 802.3 10BASE-T).

Kategorie 4

Ausgewogenes Twisted-Pair. Die Eigenschaften der Komponenten sind im Frequenzbereich bis 20 MHz angegeben. Die Komponenten waren für den Einsatz in der Sprach- und Datenübertragung mit Geschwindigkeiten bis einschließlich 16 Mbit/s vorgesehen. (IEEE 802.5, Balanced Twisted Pair Standard für 16 Mbit/s). Wird von ANSI/TIA/EIA-568-B oder ISO/IEC 11801:2002 nicht mehr erkannt.

Kategorie 5

Ausgewogenes Twisted-Pair. Die Eigenschaften der Komponenten sind im Frequenzbereich bis 100 MHz angegeben. Die Komponenten waren für den Einsatz in der Sprach- und Datenübertragung mit Geschwindigkeiten bis einschließlich 100 Mbit/s (100BASE-TX) vorgesehen. ANSI/TIA/EIA-568-B.1 erkennt diese Kategorie nicht mehr für neue Systeme an.

Kategorie 5e

Komponenteneigenschaften werden bis zu 100 MHz spezifiziert, wobei neue Parameter zur Liste der getesteten Parameter hinzugefügt werden, um die Unterstützung für Anwendungen sicherzustellen, die alle 4 Paare im bidirektionalen Modus (Vollduplex) verwenden. Siehe IEEE 802.3 1000BASE-TX-Standard.

Kategorie 6

Kanäle der Kategorie 6 haben eine Bandbreite von bis zu 200 MHz (der Bereich, in dem das Signal-Rausch-Verhältnis positiv ist, PSACR>0), während Übertragungsmedienparameter im Bereich bis zu 250 MHz spezifiziert sind. Verkabelungssysteme der Kategorie 6 sind für die Unterstützung anspruchsvollerer Anwendungen (z. B. Breitbandvideo) und für die zuverlässigere Unterstützung von 1-Gigabit-Anwendungen (IEEE 802.3 1000BASE-TX) konzipiert. Diese Systeme sind für den zukünftigen Einsatz in Multi-Gigabit-Anwendungen konzipiert, die eine höhere Bandbreite und einen größeren Bereich mit positivem Signal-Rausch-Verhältnis erfordern.

– Installation von RJ-45-Anschlüssen an einem Twisted Pair. Lassen Sie uns herausfinden, was ein Twisted Pair ist.

Hierbei handelt es sich um ein Kabel, das aus einem oder mehreren miteinander verdrillten Kupferleiterpaaren mit farbiger Isolierung besteht. Das gesamte Kabelbündel ist ebenfalls um eine Mittelachse verdrillt und mit einem Polymermantel bedeckt, manchmal mit Schutzelementen: Metallgeflecht, Teflon- oder Polyethylenbeschichtung.

Twisted-Pair-Bündel

Das Verdrillen von Leitern ist ein zusätzlicher Schutz gegen elektromagnetische Störungen und eine Möglichkeit, die Verbindung zwischen den Leitern zu stärken, die gemeinsame Differenzsignale übertragen.

Um die Signalqualität zu verbessern und gegenseitige Störungen zu reduzieren, wird die Anzahl der Windungen in verschiedenen Kernen ungleich gemacht.

Arten, Geräte und Methoden der Twisted-Pair-Abschirmung

Nachdem wir verstanden haben, was ein verdrilltes Paar ist, wollen wir mit der Untersuchung seiner Typen und Struktur fortfahren.

Kabeltypen nach Anzahl der Kupferadern:

  • Einzelprozessor(monolithisch) – jeder Draht besteht aus einem massiven Draht mit einer Dicke von 0,3–0,6 mm oder 20–26 AWG. Solche Kabel brechen leicht und eignen sich daher nur für die Verlegung in Wandpaneelen und Montagedosen.
  • Gestrandet– Drähte bestehen aus Bündeln sehr dünner Drähte. Dieses Kabel reißt nicht, wenn es gebogen oder verdreht wird, und wird für bewegliche Verbindungen zwischen Geräten verwendet. Es weist eine höhere Signaldämpfung auf als Single-Core, daher sollte seine maximale Länge 100 m nicht überschreiten.

Multicore-Twisted-Pair

Je nach Abschirmungsmethode - das Vorhandensein eines Schutzes gegen elektromagnetische Störungen:

  • UTP (U/UTP)– ungeschirmtes Twisted-Pair (ohne Schutz).
  • FTP (F/UTP)– Folien-Twisted-Pair – hat einen gemeinsamen Folienmantel.
  • STP (S/UTP)– abgeschirmtes Twisted-Pair – eine gemeinsame Abschirmung in Form eines Metallgeflechts.
  • S/FTP (SF/UTP)– Folienkabel mit zusätzlicher Geflechtabschirmung.
  • U/FTP– Kabel mit individueller Abschirmung jeder Ader durch einen Folienmantel.
  • S/FTP– separate Abschirmung jeder Verdrillung plus Metallgeflecht.
  • F/FTP– separate Abschirmung für jede Verdrillung sowie eine gemeinsame Folienabschirmung für alle Adern
  • SF/FTP– separate Abschirmung jeder Verdrillung sowie ein gemeinsamer Schirm aus Geflecht und Folie.

Twisted-Pair-SF/FTP

Zur Verdeutlichung finden Sie hier eine Aufschlüsselung des alphabetischen Abschirmungscodes:

  • U– kein Bildschirm;
  • F- vereiteln;
  • S– Zopf.

Nach Schalenfarbe und Anwendungsbereich:

    • Schwarz– zur Installation im Freien (die Außenseite eines solchen Kabels ist aus Gründen der Korrosionsbeständigkeit mit einer Polyethylenschicht bedeckt);

externes Twisted-Pair mit Stahlkabel

    • Grau– zur Installation im Innenbereich;

    • Orange markiert mit „LSZH“– nicht brennbares Kabel zur Installation in feuergefährdeten Bereichen.

Twisted Pair für feuergefährdete Bereiche

Je nach Querschnittsform:

  • Runden– universell;
  • Wohnung– Bei der Verlegung unter Tapeten oder Teppichen sind solche Leitungen störanfälliger als runde Leitungen.

Arten von Twisted Pair

Heute gibt es sieben Kategorien dieses Kabeltyps und eine weitere, die achte, befindet sich noch in der Entwicklung. In den einzelnen Kategorien -5, 6 und 7 werden Unterkategorien unterschieden, sodass ihre Gesamtzahl 10 beträgt. Zur besseren Vergleichbarkeit haben wir sie in der Tabelle dargestellt.

Kategorienummer
Twisted-Pair-Kabel		 Frequenzband, MHz Eigenschaften Anwendung
UTP-Kat. 1 0,1 Veralteter Standard. Besteht aus zwei Drähten, manchmal ohne Verdrillung. Schlecht vor Störungen geschützt. Bei modernen Internetverbindungen und Telefonkommunikation. Für den Aufbau moderner LANs ist es nicht geeignet.
UTP Cat 2 1 Veralteter Standard. Besteht aus vier Leitern. Die maximale Geschwindigkeit des Informationsaustauschs beträgt 4 Mbit/s. In LANs wie Token Ring, Arcnet und Telefonie. Für den Aufbau moderner LANs ist es nicht geeignet.
UTP Cat 3
Klasse C		 16 Vier Windungen (acht Leiter). Die maximale Infobeträgt 100 Mbit/s in Fast-Ethernet-Netzwerken mit einer maximalen Leitungslänge von 100 m. Offiziell genormt für Ethernet-LANs. Manchmal – in 10BASE-T- und 100BASE-T4-Netzwerken, aber häufiger – bei kabelgebundener Telefonkommunikation.
UTP Cat 4 20 Veralteter Standard. Besteht aus vier Drähten. Die höchste Geschwindigkeit des Informationsaustauschs beträgt 16 Mbit/s über ein Paar. LAN 10BASE-T, 100BASE-T4 und Token Ring. Gilt heute nicht mehr.
UTP Cat 5
Klasse D		 100 Vier Windungen (acht Leiter). Sendet Informationen mit bis zu 100 Mbit/s, wenn zwei Paare verwendet werden, und 1000 Mbit/s, wenn alle vier Paare verwendet werden. Im LAN Fast und Gigabit Ethernet.
UTP Cat 5e 100 Verbesserte Klasse-D-Kategorie (dünner und billiger). Erhältlich mit vier und zwei Leiterpaaren. Die gebräuchlichste Kabelklasse für Fast Ethernet- und Gigabit Ethernet-Netzwerke.
UTP Cat 6
Klasse E		 250 Vier Litzen (8 Drähte), ungeschirmt (U/UTP). Überträgt Informationen mit bis zu 10 Gbit/s über eine bis zu 55 m lange Leitung. Twisted-Pair-Kabel der Kategorie 6 sind nach Kategorie 5e der zweithäufigste Kabeltyp. Der Umfang ist derselbe.
SFTP Cat 6A
Klasse E A		 500 4 Litzen (acht Adern), geschirmt (Abschirmungstyp S/FTP oder F/FTP). Versendet Informationen mit bis zu 10 Gbit/s bei einer maximalen Leitungslänge von bis zu 100 m.
SFTP Cat 7
Klasse F		 600-700 8 Adern, geschirmt (Abschirmungstyp S/FTP, seltener F/FTP). Überträgt Daten mit Geschwindigkeiten von bis zu 10 Gbit/s. Lokale Netzwerke Fast- und Gigabit-Ethernet.
SFTP Cat 7A
Klasse F A		 1000 8 Adern, geschirmt (Abschirmungstyp S/FTP, seltener F/FTP). Überträgt Daten mit Geschwindigkeiten von bis zu 40 Gbit/s über eine bis zu 50 m lange Leitung und bis zu 100 Gbit/s über eine bis zu 15 m lange Leitung. Lokale Netzwerke Fast- und Gigabit-Ethernet.

Für die Kennzeichnung von Twisted-Pair-Kabeln gibt es keinen einheitlichen Standard – jeder Hersteller gibt darauf an, was er für notwendig hält. Einige dieser Daten sind nicht von praktischer Bedeutung, und Sie werden etwas später erfahren, worauf es dabei zu achten gilt.

Hier ist ein Beispiel für Standard-Kabelmarkierungen:

Markierung auf UTP-Kabel

Der Herstellercode und die Marke werden normalerweise zu Beginn angegeben. Als nächstes folgt die maximale Temperatur, bei der der Betrieb möglich ist. Als nächstes folgen die Art der Abschirmung, die Anzahl der Paare, der Durchmesser eines Leiters, die Kategorie, Konformitätsbescheinigungen, die Länge und das Herstellungsjahr.

In unserem Beispiel:

  • Der Mantel ist grau, daher ist das Kabel für den Innenbereich gedacht.
  • Die alphanumerische Bezeichnung, die mit „HTO-KEY E191267“ beginnt, ist der Herstellercode.
  • 75oC – maximale Temperatur.
  • UTP – dieses Kabel ist ungeschirmt.
  • 4PR – 4 Leiterpaare.
  • 24 AWG – Querschnittsdurchmesser eines Drahtes (kann auch in Millimetern angegeben werden).
  • ELT-verifiziert – verifiziert und erfüllt den Kategoriestandard.
  • CAT5E – Kategorie 5e.
  • EIA/TIA-568-B.2 – entspricht dem gleichnamigen Standard.
  • Die letzten Zahlen geben die Gesamtkabellänge in Fuß und Metern an.
  • Produktionsdatum nicht angegeben.

Die Reihenfolge der Bezeichnungen kann unterschiedlich sein, aber jedes Kabel gibt immer seine Kategorie, die Art der Abschirmung und die Anzahl der Paare an. Diese Daten sind beim Kauf wichtig, der Rest dient nur als Referenz.

Abschluss

Nachdem Sie diesen Artikel gelesen haben, haben Sie gelernt, die Arten und den Aufbau von Twisted-Pair-Kabeln zu verstehen. Jetzt wird es Ihnen nicht schwer fallen, es selbst auszuwählen. Als nächstes erfahren Sie viel Nützliches, welches Werkzeug zum Crimpen von Twisted-Pair-Kabeln geeignet ist
Auch die Crimptechnik kommt zum Einsatz.