Netzwerk Medientypen

Nach Abschluss dieses Kapitels werden Sie in der Lage sein:

• Beschreiben Sie die Haupttypen und Einsatzmöglichkeiten von Twisted-Pair-Kabeln

• Beschreiben Sie die Haupttypen und Einsatzmöglichkeiten von Koaxialkabeln

• Beschreiben Sie die Haupttypen und Einsatzmöglichkeiten von Glasfaser- undBeschreiben Sie die Haupttypen und Verwendungszwecke von Glasfaserkabeln

• Beschreiben Sie die Haupttypen und Verwendungszwecke von drahtlosen Medien

• Vergleichen Sie die Haupttypen und Verwendungszwecke verschiedener Medien

Netzwerkmedien sind der eigentliche Pfad, über den sich ein elektrisches Signal auf dem Weg von einer Komponente zur anderen bewegt. In diesem Kapitel werden die gebräuchlichen Arten von Netzwerkmedien beschrieben, darunter Twisted-Pair-Kabel, Koaxialkabel, Glasfaserkabel und drahtlose Netzwerke.

Twisted-Pair-Kabel

Twisted-Pair-Kabel ist eine Art der Verkabelung, die für die Telefonkommunikation und die meisten modernen Ethernet-Netzwerke verwendet wird. Ein Paar von Drähten bildet einen Stromkreis, der Daten übertragen kann. Die Paare sind verdrillt, um Schutz gegen Übersprechen zu bieten, d. h. gegen das von benachbarten Paaren erzeugte Rauschen. Wenn elektrischer Strom durch einen Draht fließt, erzeugt er ein kleines, kreisförmiges Magnetfeld um den Draht. Wenn zwei Drähte in einem elektrischen Schaltkreis nahe beieinander liegen, sind ihre Magnetfelder genau entgegengesetzt zueinander. Die beiden Magnetfelder heben sich also gegenseitig auf. Sie heben auch alle äußeren Magnetfelder auf. Durch Verdrehen der Drähte kann dieser Aufhebeeffekt verstärkt werden. Durch die Auslöschung in Verbindung mit der Verdrillung der Drähte können Kabeldesigner eine wirksame Selbstabschirmung für die Adernpaare innerhalb des Netzmediums erreichen.

Es gibt zwei Grundtypen von Twisted-Pair-Kabeln: ungeschirmtes Twisted-Pair (UTP) und geschirmtes Twisted-Pair (STP). In den folgenden Abschnitten werden UTP- und STP-Kabel ausführlicher behandelt.

UTP-Kabel

UTP-Kabel ist ein Medium, das aus Adernpaaren besteht (siehe Abbildung 8-1). UTP-Kabel werden in einer Vielzahl von Netzwerken eingesetzt. Jeder der acht einzelnen Kupferdrähte in UTP-Kabeln \ist von einem Isoliermaterial umhüllt. Außerdem sind die Drähte in jedem Paar miteinander verdrillt.

Abbildung 8-1 Ungeschirmtes Twisted-Pair-Kabel

UTP-Kabel verlassen sich ausschließlich auf den Auslöschungseffekt, der durch die verdrillten Adernpaare erzeugt wird, um die durch elektromagnetische Störungen (EMI) und Hochfrequenzstörungen (RFI) verursachte Signalverschlechterung zu begrenzen. Um Überschneidungen zwischen den Paaren in UTP-Kabeln weiter zu reduzieren, variiert die Anzahl der Verdrillungen in den Adernpaaren.

UTP-Kabel müssen genauen Spezifikationen folgen, die festlegen, wie viele Verdrillungen oder Litzen pro Meter Kabel zulässig sind.

UTP-Kabel werden häufig mit einem RJ-45-Stecker (Registered Jack 45) installiert (siehe Abbildung 8-2). Der RJ-45-Stecker ist ein achtadriger Stecker, der üblicherweise für den Anschluss von Computern an ein lokales Netzwerk (LAN), insbesondere Ethernets, verwendet wird.

Abbildung 8-2 RJ-45-Stecker

Wenn es als Netzwerkmedium verwendet wird, hat das UTP-Kabel vier Paare aus 22- oder 24-poligem Kupferdraht. UTP als Netzwerkmedium hat eine Impedanz von 100 Ohm; dies unterscheidet es von anderen Arten von verdrillten Kabeln, wie z. B. Telefonkabeln, die eine Impedanz von 600 Ohm haben.

UTP-Kabel bieten viele Vorteile. Da UTP einen Außendurchmesser von ca. 0,43 cm (0,17 Zoll) hat, kann seine geringe Größe bei der Installation von Vorteil sein. Aufgrund des geringen Außendurchmessers füllt UTP die Kabelkanäle nicht so schnell wie andere Kabeltypen. Dies kann ein äußerst wichtiger Faktor sein, der insbesondere bei der Installation eines Netzwerks in einem älteren Gebäude zu berücksichtigen ist. UTP-Kabel lassen sich einfach installieren und sind preiswerter als andere Netzwerkmedien. In der Tat kostet UTP weniger pro Meter als jede andere Art von LAN-Verkabelung. Und da UTP mit den meisten wichtigen Netzwerkarchitekturen verwendet werden kann, erfreut es sich immer größerer Beliebtheit.

Die Verwendung von Twisted-Pair-Kabeln hat jedoch auch Nachteile. UTP-Kabel sind anfälliger für elektrisches Rauschen und Störungen als andere Arten von Netzwerkmedien, und der Abstand zwischen den Signalverstärkungen ist bei UTP kürzer als bei Koaxial- und Glasfaserkabeln.

Obwohl UTP früher als langsamer bei der Datenübertragung galt als andere Kabeltypen, trifft dies heute nicht mehr zu. Tatsächlich gilt UTP heute als das schnellste kupferbasierte Medium. Im Folgenden werden die Eigenschaften von UTP-Kabeln zusammengefasst:

• Geschwindigkeit und Durchsatz10 bis 1000 Mbit/s

• Durchschnittliche Kosten pro KnotenGeringste Kosten

• Medien- und SteckergrößeKlein

• Maximale Kabellänge100 m (kurz)

Gebräuchliche Arten von UTP-Verkabelung sind:

• Kategorie 1Verwendet für die Telefonkommunikation. Nicht für die Datenübertragung geeignet.

• Kategorie 2Fähig, Daten mit einer Geschwindigkeit von bis zu 4 Megabit pro Sekunde (Mbps) zu übertragen.

• Kategorie 3Verwendet in 10BASE-T-Netzen. Kann Daten mit einer Geschwindigkeit von bis zu 10 Mbit/s übertragen.

• Kategorie 4Wird in Token-Ring-Netzen verwendet. Kann Daten mit Geschwindigkeiten von bis zu 16 Mbit/s übertragen.

• Kategorie 5Kann Daten mit Geschwindigkeiten von bis zu 100 Mbit/s übertragen.

• Kategorie 5e Wird in Netzwerken mit Geschwindigkeiten von bis zu 1000 Mbit/s (1 Gigabit pro Sekunde) verwendet.

• Kategorie 6Typischerweise besteht ein Kabel der Kategorie 6 aus vier Paaren von 24 American Wire Gauge (AWG) Kupferdrähten. Das Kabel der Kategorie 6 ist derzeit der schnellste Standard für UTP.

Geschirmtes Twisted-Pair-Kabel

Geschirmtes Twisted-Pair-Kabel (STP) kombiniert die Techniken der Abschirmung, der Auslöschung und der Verdrillung. Jedes Adernpaar ist mit einer Metallfolie umwickelt (siehe Abbildung 8-3). Die vier Adernpaare sind dann mit einem Metallgeflecht oder einer Metallfolie umwickelt, normalerweise ein 150-Ohm-Kabel. Wie für den Einsatz in Ethernet-Netzwerken spezifiziert, reduziert STP elektrisches Rauschen sowohl innerhalb des Kabels (Paar-zu-Paar-Kopplung oder Nebensprechen) als auch von außerhalb des Kabels (EMI und RFI). STP wird in der Regel mit einem STP-Datenstecker installiert, der speziell für das STP-Kabel entwickelt wurde. Für STP-Verkabelungen können jedoch auch die gleichen RJ-Stecker wie für UTP verwendet werden.

Abbildung 8-3 Geschirmtes Twisted-Pair-Kabel

Obwohl STP Störungen besser verhindert als UTP, ist es teurer und schwieriger zu installieren. Darüber hinaus muss die metallische Abschirmung an beiden Enden geerdet werden. Wenn sie nicht richtig geerdet ist, wirkt die Abschirmung wie eine Antenne und nimmt unerwünschte Signale auf. Aufgrund der Kosten und der Schwierigkeiten beim Abschluss wird STP nur selten in Ethernet-Netzwerken verwendet. STP wird hauptsächlich in Europa verwendet.

Im Folgenden werden die Eigenschaften von STP-Kabeln zusammengefasst:

• Geschwindigkeit und Durchsatz10 bis 100 Mbit/s

• Durchschnittliche Kosten pro KnotenMäßig teuer

• Medien- und SteckergrößeMittel bis groß

• Maximale Kabellänge100 m (kurz)

Wenn Sie UTP und STP vergleichen, beachten Sie die folgenden Punkte:

• Die Geschwindigkeit beider Kabeltypen ist für lokale Entfernungen in der Regel zufriedenstellend.

• Sie sind die preiswertesten Medien für die Datenkommunikation. UTP ist preiswerter als STP.

• Da die meisten Gebäude bereits mit UTP verkabelt sind, werden viele Übertragungsstandards darauf abgestimmt, um eine kostspielige Neuverkabelung mit einem anderen Kabeltyp zu vermeiden.