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Test einer 5-Gigabit-Ethernet-Verbindung über eine bestehende Klasse-E-Verkabelung nach iEEE 802.3bz mit dem NetxpertxG; Quelle: Softing IT Networks
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Aus dem Facharchiv: Elektropraxis

Lebensdauer von Netzwerkverkabelungen verlängern

04.07.2024

Leere Plastikflaschen werden zu modernen Rucksäcken, alte Socken zu Handyarmbändern und Werbeflyer zu Geschenktüten. Diese Form der Wiederverwertung nennt man Upcycling. Hierbei werden Abfallprodukte oder scheinbar nutzlose Stoffe in andere Produkte umgewandelt. Durch diese neue Nutzung des bereits vorhandenen Materials reduziert sich der Verbrauch von Rohstoffen. Lässt sich dieser Prozess auch mit Netzwerkverkabelungen durchführen?

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Cat6-Netzwerke – ein Rohrkrepierer?

Mit der Explosion von Hochgeschwindigkeits-WLAN- und Internet-of-Things-Anwendungen, die auf das vorhandene Kupferkabel-LAN-Netzwerk aufsetzen, wird das bisher übliche Gigabit-Ethernet (1 Gbit/s) und die zugehörige Verkabelung zu einem ernsthaften Engpass. Diese Strecken werden mit eben diesem 1-Gigabit-Ethernet betrieben. Das Gros der aktuell installierten Datenstrecken hat eine Leistungsbandbreite von 250 MHz, was der „Klasse E“ nach der Verkabelungsnorm EN 50173-1 [1] entspricht. Hierzu müssen Komponenten und Kabel verbaut worden sein, die mindestens mit „Kategorie 6“ übereinstimmen. Als diese Leistungsebene Anfang der 2000er-Jahre definiert wurde, sollte es die Weiterentwicklung der bis dahin ersten konkreten Verkabelungsnorm sein, die Netzwerke bis 100 MHz Bandbreite („ein Cat-5-Netz“) unter Verwendung von Twisted-Pair-Systemen festlegte. Aus der Verdoppelung der damaligen Bandbreite von 100 MHz auf 200 MHz, plus noch einmal 50 % extra Bandbreite dazu, sollte eine ausreichende Reserve für kommende Anwendungen resultieren. Die schwierige Einführungsphase erfolgte mit Komponenten, die zum Zertifizieren oft spezielle Messadapter oder sogar modifizierte Grenzwerte nach Herstellervorgaben erforderten. Schnell stellte sich jedoch heraus, dass keine der damals aktuellen aktiven Anwendungen die zur Verfügung stehende Leistungsbandbreite benötigte. Das damals etablierte Ethernet mit 1 Gbit/s lief auch meist auf den 100-MHz-Verkabelungen und für den Nachfolger im bis dato dekadischen Ethernet-System, nämlich 10-Gbit/s-Ethernet, reichte die 250-MHz-Bandbreite dann doch nicht aus, um wieder auf die 100 m nutzbare Kanallänge zu kommen. 10-Gigabit-Ethernet braucht hierzu eine 500-MHz-Bandbreite (Leistungsklasse EA). Unter bestimmten Voraussetzungen schaffen gute Cat6/Klasse-E-Anlagen auch 10-Gigabit-Ethernet, aber gerade mal auf maximal 55 m nutzbarer Streckenlänge.

Neue oder optimierte bestehende Verkabelung?

Soll auf eine höhere Ethernet-Geschwindigkeit aufgerüstet werden, ist es theoretisch notwendig, die gesamte Verkabelung zu ersetzen. Zum Glück wurden bereits oft die Klasse-E-Anlagen mit Kabeln der Kategorie7 (600-MHz-Bandbreite) oder sogar 7A (1000-MHz-Bandbreite) aufgebaut. Daraus ergibt sich die Möglichkeit, die Kabel in der Wand zu belassen und nur die Abschluss-Komponenten auszutauschen, um 10 Gbit/s oder noch höhere Datenraten zu erreichen, sofern es die Datenkabel erlauben.

Muss es aber immer gleich eine Verkabelung mit 500-MHz-Bandbreite sein? Wann braucht man eine 10-Gigabit-Verbindung? Typischerweise ist es nicht die übliche Bürokommunikation. Dafür genügt in der Regel 1-Gigabit-Ethernet. Eventuell ist es die vertikale Backbone-Kommunikation, die naturgemäß um den Faktor 10 schneller sein sollte, als die horizontale Kommunikation, um Flaschenhälse zwischen den Etagen oder Gebäuden zu vermeiden. Da die Backbones meistens in Glasfaser ausgeführt sind, erübrigt sich hier eine weitere Diskussion.

„Drahtlos“ als Antreiber für Verdrahtung

Oft sind es auch nicht zwingend die kabelgebundenen Ethernet-Varianten, die die Bandbreiten und Übertragungsgeschwindigkeiten in den Netzen hochtreiben, sondern die „Drahtlos“-Systeme. Die aktuellen Wireless-Normen WiFi 6 (802.11ax) und WiFi 5 (802.11ac) sind Standards mit hohen Datenraten auf der Abstrahlseite, woraus auch hohe Bandbreitenanforderungen an die „Zulieferleitungen“ resultieren. Gerade die wuchernden WLAN-Netze zwingen viele IT-Verantwortliche zur Aufrüstung ihrer Anlagen. Derzeit existiert eine sehr große, bereits installierte Basis an 1-Gigabit-Ethernet-Verkabelungen bis 100-MHz-Bandbreite (Cat5e/Klasse D) und vor allem bis 250 MHz (Cat 6/Klasse E). Da jedoch der Wunsch nach höheren Geschwindigkeiten besteht, hat die IEEE im Jahr 2016 mit der IEEE 802.3bz Übertragungsstandards für das Ethernet mit Datenraten von 2,5- und 5-Gbit/s-Ethernet eingeführt, die überaschenderweise auf den schon installierten Klasse-D- und -E-Netzen laufen können. Diese Übertragungsgeschwindigkeiten, kurz NBASE-T oder MGBASE-T genannt, werden gerne von Access Points verwendet, teilweise sogar aggregiert, um die hohen Übertragungsraten realisieren zu können. Ihnen ist es theoretisch möglich, die vorhandenen Verkabelungen der oben beschriebenen Bandbreiten zu benutzen und somit deren Nutzungsmöglichkeiten zu erweitern. Dadurch können die Kosten einer Neuinstallation bedingt durch eine neue Anwendung oft eingespart werden. Natürlich wäre ein Rausreißen der bestehenden Anlage und ein Austauschen gegen per Definition taugliche Cat6A/Klasse-EA-Komponenten das Optimum und wird von allen Komponentenanbietern im Markt auch propagiert. Vielleicht muss gar nicht so radikal vorgegangen werden. Es genügt oft, sich von der aktuellen Leistungsfähigkeit seiner Anlage ein Bild zu machen und nur die aktiven Produkte zu erneuern (z. B. Switches), bei denen dies notwendig ist.

Autor: A. Huber


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