Datenuebertragung - Die Verkabelung

Dezember 2016

Die verschiedenen Formen der Verkabelung


Um die verschiedenen Einheiten eines Netzes zu verbinden, koennen mehrere physikalische Datenuebertragungstraeger genutzt werden. Eine dieser Moeglichkeiten ist die Verwendung von Kabeln. Es existiert eine Vielzahl von Kabeln, aber man unterscheidet generell :


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Das Koaxialkabel


Das Koaxialkabel (auf englisch coaxial cable war lange Zeit das bevorzugteste Kabel, aus dem einfachen Grund, das es kostenguenstig und einfach zu handhaben (Gewicht, Flexibilitaet) ist.

Ein Koaxialkabel besteht aus einem Mittelstueck (genannt Kern), d.h. einem Kupferdraht von einem Isolator umschlossen, einer geflochtenen Metallabschirmung und einem aeusseren Mantel

Câble coaxial
  • Der Mantel schuetzt das Kabel vor der aeusseren Umwelt. Er ist gewoehnlich aus Kautschuk ( manschmal aus PVC, selten aus Teflon).
  • Die Abschirmung (Metallhuelle) die die Kabel umhuellt schuetzt die uebertragenen Daten auf dem Traeger vor Stoerungen ( anders genannt Geraeusch) das eine Datenverzerrung verursachen kann
  • Der Isolator der das Mittelstueck umhuelltbesteht aus einem dielektrischen Material, das jeden Kontakt mit der Abschirmung verhindert, der eine elektrische Interaktion verursachen koennte (Kurzschluss)
  • Der Kern der die Aufgabe des Datentransports erfuellt, besteht normalerweise aus einem einzelnen Kupferdraht oder aus mehreren gedrehten Draehten.



Dank seiner Abschirmung kann das Koaxialkabel fuer lange Distanzen und hohe Geschwindigkeiten genutzt werden (im Gegensatz zu einem Kabel des Typs Twin - Pair), dieses wird indessen fuer Bisisinstalationen genutzt.

Es ist anzumerken, dass es Koaxialkabel gibt, die eine doppelte Abschirmung besitzen ( eine Isolationsschicht, eine Abschirmungsschicht) sowie Koaxialkabel, die eine vierfache Abschirmung besitzen(zwei Isolationsschichten, zwei Abschirmungsschichten)

Man unterscheidet fuer gewoehnlich zwei Arten von Koaxialkabeln :

  • Das 10Base2 - Basisband (genannt Thinnet, traduisez réseau fin und ausserdem ou encore CheaperNet, traduisez réseau plus économique ist nach den Bestimmungen ein weisses (oder graeuliches) Kabel mit geringem Durchmesser (6mm). Da es sehr flexibel ist, kann es fuer fast alle Netze angewendet werden indem es direkt an die Netzkarte angeschlossen wird. Es ermoeglicht den Transport eines Signals ueber eine Distanz von ungefaehr 185 Metern ohne Abschwaechung. Il permet de transporter un signal sur une distance d'environ 185 mètres sans affaiblissement.

Es gehoert zur Familie der RG-58 deren Leitungswellenwiderstand 50 ohms betraegt. On distingue les différents types de câbles coaxiaux fins selon la partie centrale du câble (âme).


KabelBeschreibung
RG-58 / UMittelkabel bestehend aus einer einzigen Kupferlitze
RG-58 A/UGedreht
RG-58 C/UMilitairversion des RG-58 A/U
RG-59Breitbanduebertragung (Kabelfernsehen)
RG-6groesserer Durchmesser, empfohlen fuer hoehere Frequenzenals RG-59
RG-62Netz Arcnet



  • Das 10Base5 - dicke Koaxialkabel (auf englisch Thicknet oder Thick Ethernet wird auch genannt Yellow Cable aufgrund seiner genormten gelben Farbe) ist ein gepanzertes Kabel mit einem groesseren Durchmesser (12mm) und einem Leitungswellenwiderstand von50 ohms. Es wurde lange in den Eathernet- Netzen genutzt, was ihm den namen "Eathernet Standartkabel" eingebracht hat. Da sein Kern einen groesseren Durchmesser hat, ist die geeignete Durchlaufdistanz der Signale gross, dies ermoeglicht die uebertragung ohne Abschwaechung der Signale ueber eine Distanz von bis zu 500 Metern (ohne eine Wiederverstaerkung des Signals). Seine Durchlassbreite betraegt 10 Mbps. Es wird folglich haeufig als Hauptkabel (backbone) verwendet un die kleineren Netze durch die die Computer vernetzt sind mit dem Eathernet zu verbinden. Allerdings ist es aufgrund seines Durchmessers weniger flexibel als das Thinnet. Sa bande passante est de 10 Mbps Il est donc employé très souvent comme câble principal (backbone) pour relier des petits réseaux dont les ordinateurs sont connectés avec du Thinnet. Toutefois, étant donné son diamètre il est moins flexible que le Thinnet.

Transceiver : die Verbindung zwischen Thinnet und Thicknet


Die Verbindung zwischen Thinnet und Thicknet kommt zustande dank eines Transceivers er ist ausgestattet mit einem Port, genannt "Vampire" die die reale physikalische Verbindung durch Durchdringung der Isolationshuelle zum Mittelstueck des Thinnet herstellt. Das Kabel des Tranceivers ( drop cable) ist an eine Schnittstelle angeschlossen AUI (Attachment Unit Interface) auch genannt Schnittstelle DIX (Digital Intel Xerox) oder Schnittstelle DB 15 (SUB-D 15).

Transceiver

Die Steckverbinder fuer Koaxialkabel


Thinnet und Thicknet benutzen beide zwei Steckverbinder BNC (Bayonet-Neill-Concelman oder British Naval Connector) die dazu dienen die Kabel mit den Computern zu verbinden
Inder Familie BNC, findet man :

  • Steckverbinder des Kabels BNC : sie liegt auf dem Endstueck des Kabels
  • Steckverbinder BNC als T : er verbindet die Netzwerkkarte der Computer mit den Kabeln des Netzwerkes
  • freier Kupplungssteckverbinder BNC : er verbindet zwei Segmente des Koaxialkabels mit dem Netzwekkabel.
  • Endstecker BNC : liegt an den beiden Endstuecken eines Netzwerkkabels als Bus um Stoersignale abzuwenden. Er ist verbunden mit dem Massenmessgeraet. Ein Bus- Netzwerk kann nicht ohne funktionieren. Es waere ausser Funktion gesetzt.



Connecteurs BNC

Twisted- Pair- Verkabelung


In seiner einfachsten Form, das Twisted- Pair- Kabel Twisted-pair cable es besteht aus zwei miteinander verschlungenen Kupferdraehten umhuellt von Isolatoren.

Man unterscheidet generell zwei Typen von Twisted- Pair- Kabeln:

  • geschirmte Twisted- Pairs (STP : Shielded Twisted-Pair) ;
  • ungeschirmte Twisted- Pairs (UTP : Unshielded Twisted-Pair).



Ein Kabel ist haeufig aus mehreren zusammengefassten und im inneren des Schutzmantels pazierten Twisted- Pairs gefertigt. Die Verschlingung ermoeglicht es, Geraeusche abzuhalten (elektrische Stoerungen) aufgrund nahegelegener Pairs oder anderer Quellen (Motoren, Schaltrelais, Transformatoren)

Das Twisted Pair Kabel ist ideal für eine kleine Ortsvermittlungsstelle mit kleinem Budget und eine einfache Verbindung. Über weite Strecken und für hohe Transferleistungen jedoch kann sie nicht für Datenintegrität garantieren, (d.h. eine übermittlung ohne Datenverlust)

ein nicht ummanteltes Twisted-Pair Kabel (UTP)


Das UTP Kabel ist 10BaseT spezifizeirt. Es ist das meistgebrauchte und im Ortsnetz verlegte Twisted Pair Kabel. Hier ein paar seiner Merkmale :

  • maximale Segmentlänge: 100 Meter
  • Zusammensetzung: 2 isolierte Kupferdrähte
  • UTP-Normen: legt die Verzwillung pro Fuss (33cm) Kabel in Abhängigkeit des vorgesehenen Gebrauchs fest
  • UTP : verzeichnet in der Norm: Commercial Building Wiring Standard 568 de l'EIA/TIA (Electronic Industries Association / Telecommunication Industries Associaton). Die Norm EIA/TIA 568 nutzt UTP, um Normen für alle Arten von Ortsnetzen und Kabelleitungen festzulegen, die der Öffentlichkeit einheitliche Produkte garantieren. Diese Normen umfassen 5 Kategorien von UTP-Kabeln :
  • Kategorie 1 : herkömmliche Telefonleitungen (Übertragung der Stimme nicht aber von Daten)
  • Kategorie 2 : Übertragung von Daten mit maximaler Leistung von 4 Mbit/s (RNIS). Dieser Kabeltyp besteht aus 4 Twisted-Pair Kabeln.
  • Kategorie 3 : 10 Mbit/s maximum. Dieser Kabeltyp ist aus 4 Twisted Pair Kabeln und 3 Verzwillten Kabeln zusammengesetzt
  • Kategorie 4 : 16 Mbit/s maximum. Dieser Kabeltyp besteht aus 4 Twisted Pair Kabeln aus Kupfer
  • Kategorie 5 : 100 Mbit/s maximum. Dieser Kabeltyp besteht aus 4 Twisted Pair Kabeln aus Kupfer
  • Kategorie 5e : 100 Mbit/s maximum. Dieser Kabeltyp besteht aus 4 Twisted Pair Kabeln aus Kupfer



Telefoninstallationen nutzen meist ein UTP Kabel. Viele Ortsnetze sind für diese Art der Installation vorverkabelt (oft in auch zukünftig ausreichender Grössenordnung). Wenn ein vorverlegtes Twisted Pair Kabel qualitativ hochwertig ist, kann man hiermit auch einen Datentransfer leiten und es dadurch in ein Informatik-Netz umwandeln. Man darf allerdings auch die Anzahl der Verzwillungen und andere elektrische Anforderungen für einen guten Datentransfer beachten. Beaucoup de locaux sont pré-câblés pour ce genre d'installation (souvent en nombre suffisant pour satisfaire les futurs besoins). Si la paire torsadée pré-installée est de bonne qualité, il est possible de transférer des données et donc l'utiliser en réseau informatique. Il faut faire attention cependant aux nombres de torsades et aux autres caractéristiques électriques requises pour une transmissions de données de qualité.

Das Hauptproblem der UTP Kabel sind vor allem die Interferenzen (Signale aus mehreren Leitungen überschneiden sich). Die einzige Lösung liegt in der Verkapselung.

verkapselte Twisted Pait Kabel (STP)


Das Kabel STP (Shielded Twisted Pair) besitzen den besten Kabelmantel, der besser schützt als der Kabelmantel der UTP-Kabel. Es hat eine Schutzhülle zwischen und um die Drähte. In einem STP KAbel sind die Kupferdrähte eines Paares miteinander verzwillt, was eine gute Verkapselung des STP Kabels zur Folge hat, d.h. ein besserer Schutz vor Indifferenzen). Andererseits gestattet es eine schnellere Datenübermittlung über weite Entfernungen

Die Twisted Pair Kabelverteiler


ein Twisted Pair Kabel wird mit Hilfe von Verteiler RJ-45 vernetzt. Dieser Verteiler ist ähnlich den RJ-11 Verteilern, die in der Telefonie benutzt werden, unterscheiden sich jedoch durch folgende Punkte: der RJ-45 ist etwas größer und kann nicht in die RJ-11 Telefonbuchse gesteckt werden. Darüber hinaus setzt sich der RJ-45 aus Acht Klammern zusammen der RJ-11 besitzt in der REgel nur vier.

Glasfaserkabel


Das Glasfaserkabel ist ein Kabel mit vielen Vorteilen :

  • Leichtgewicht
  • Lärmunempfindlichkeit
  • Wenig Erschütterungsanfällig
  • Ermöglich Transferleistungen von bis zu 100Mbps
  • Eine Bandbreite von vielen Megahertz und einigen Gigahertz (monomode Faser)



Glasfaserverkabelung ist vor allem für die Vernetzung von Verteilerns geeignet ( zentrale Verbindung von mehreren Gebäuden, genannt backbone, oder auf deutsch Rückgrat) da sie die Verbindung über lange Strecken ermöglicht (von einigen Kilometern bis zu 60 km bei momomode- Fasern). Darüber hinaus ist dieser Kabeltyp sehr abhörsicher.

Trotz seiner machanischen Biegsamkeitist dieser Kabeltyp nicht für das Ortsverteilernetz geeignet, da das Verlegen schwierig und kostspielig ist. Daher werden Twisted-Pair Kabel oder Koaxalkabel für kurze Verbindungen bevorzugt.


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