Metallische Leiter als Übertragungsmedien

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Kabeltypen

In der Praxis werden meist so genannte „Twisted Pairs“ und seltener Koaxialkabel zur Netzwerkverkabelung verwendet.

Man muss zwischen mindestens drei Grundtypen des „Twisted Pair“ unterschieden:

Sternvierer, die normale Telefonverkabelung, bei der vier Adern um sich selbst gemeinsam verdrillt sind, und die üblicherweise nur eine sehr geringe Übertragungskapazität haben – eigentlich sind dies kein Twisted Pair, sondern eher „Twisted Quartette“-Leitungen.

Unshielded Twisted Pair (UTP), bei dem zwei Adernpaare jeweils verdrillt sind. Hier sind die Paare gegeneinander ungeschirmt, es kann jedoch ein statischer Gesamtschirm existieren.

Shielded Twisted Pair (STP), ist wie UTP aufgebaut, jedoch pro Adernpaar geschirmt.

Durch Fortschritte bei der Kabelherstellung haben sich heute in der Praxis schließlich neben dem Sternvierer vier wesentliche verschiedene grundsätzliche Ausführungen für Datenkabel etablieren können:

• Shielded Twisted Pair (STP) mit zwei einzeln mit Folie geschirmten Paaren, einem Gesamtschirm und einem Wellenwiderstand von 150 Ohm
• Unshielded Twisted Pair (UTP) völlig ohne Abschirmung mit vier Paaren und einem Wellenwiderstand von 100 Ohm
• Screened Unshielded Twisted Pair (S-UTP), bei dem der Gesamtschirm entweder als Folie (St) oder als Folie und Geflecht (St-C) ausgeführt ist. Es gibt zwei oder vier Paare mit einem Wellenwiderstand von 100 Ohm
• Screened Shielded Twisted Pair (S-STP) mit zwei oder vier einzeln mit Folie geschirmten Paaren, Gesamtschirm als Geflecht und einem Wellenwiderstand 100 von Ohm

Ein Einsatz von Sternvierer und UTP in der Datenübertragung kann aufgrund der schlechten Schirmung der Kabel und der damit möglichen Abstrahlung von Informationen zu rechtlichen Problemen führen. Außerdem wird seit 1996 verlangt, dass Netze störstrahlfest sind, d.h. eine bestimmte Menge elektromagnetischer Störungen aushalten müssen. Auch in dieser Hinsicht sind Sternvierer und UTP ungeeignet.

Neben der reinen Bauform spielen aber auch das Leitermaterial und der physische Aufbau der einzelnen Adern eine gewichtige Rolle bei der Übertragungskapazität. S-UTP bringt insgesamt die besten Voraussetzungen mit und hat sich daher am Markt durchgesetzt.

Späte Normierung

Im Gegensatz zu anderen Bereichen der Nachrichtentechnik haben sich Spezifikationen und Normen für Niederfrequenzkabel erst sehr spät entwickelt. Dies hat zwei wesentliche Gründe. Zum einen sieht das OSI-Referenzmodell keinerlei Betrachtungen über das Medium vor, da zu Beginn der Arbeiten an diesem Modell in den frühen siebziger Jahren hier keine wesentlichen Alternativen zum Telefonkabel bestanden.

Zum anderen hat die LAN-Entwicklung in ihrer ersten Phase zunächst eine Vielzahl herstellerspezifischer Lösungen hervorgebracht, die alle an einen bestimmten Kabeltyp gebunden waren. Heute ist die Norm ISO 11801 für die Inhouse-Verkabelung maßgeblich, auch wenn noch immer laufend an ihr gearbeitet wird.

Entsprechend der Situation bei den Kabeln ist auch die Wahl des Datensteckers nicht trivial. Die heute angebotenen Stecker sind von äußerst unterschiedlicher Qualität. Bedenkt man aber, dass je nach Installation heute bis zu 90 Prozent der Fehler in LANs Fehler des Kabelsystems sind, stellt man fest, wie wichtig eine qualitativ hochwertige Verkabelung ist.

Koaxialkabel

Ein Koaxialkabel besteht aus einem Innenleiter und einem darum herum angeordneten Außenleiter mit einem ca. 3,6-fachen Radius. Der Zwischenraum zwischen den Leitern ist mit einer Isolationsmasse ausgefüllt. Aufgrund des bei hohen Frequenzen auftretenden Skineffektes, der die Elektronen in den äußersten Rand des Leiters treibt, ist das Außenleiterprinzip eines Koaxialkabels für hohe Frequenzen fast so gut geeignet wie ein massiver Leiter gleichen Durchmessers.

Für die elektrische Übertragung kann in den Außenleiter ein Innenleiter gelegt werden, der nicht vom Strom im Außenleiter beeinflusst wird, da das Magnetfeld im Inneren des Außenleiters vernachlässigbar gering ist. Die Dämpfung eines Koaxialkabels ist wegen der geringeren Leitungsbeläge ebenfalls geringer. Koaxialkabel können eine Bandbreite von bis zu 400 MHz unterstützen, d.h. maximal 800 MBit/sec, was jedoch in der Praxis selten ausgenutzt wird.

Wir unterscheiden heute zwei wesentliche Typen von Koaxialkabeln:

50 Ohm Koaxialkabel nach der Norm für Ethernet

93 Ohm RG 62 Koaxialkabel für den IBM 3270 Terminal-Bereich

Im neuen ISO/IEC-Standard 11801 für Verkabelungssysteme gibt es jedoch keine Koaxialkabel mehr.