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Kabeltypen in Computer-Netzwerken FGT-IT-12 Netzwerke planen und installieren Dr. Hergen Scheck, BBS Lüchow, 2003.

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Präsentation zum Thema: "Kabeltypen in Computer-Netzwerken FGT-IT-12 Netzwerke planen und installieren Dr. Hergen Scheck, BBS Lüchow, 2003."—  Präsentation transkript:

1 Kabeltypen in Computer-Netzwerken FGT-IT-12 Netzwerke planen und installieren Dr. Hergen Scheck, BBS Lüchow, 2003

2 Materialien Elektrisch Koaxialkabel Optisch Kunststoff- faser Glasfaser Verdrillte Kupferadern (Twisted Pair)

3 Grundsätzliche Probleme Signaldämpfung und Dispersion Übersprechen (NEXT=Near End Crosstalk) Externe Störeinflüsse Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) Rauschen Kabel A->B Kabel B->A

4 Elektrische Leiter

5 Koaxialkabel Koaxialkabel sind Hohlleiter mit einem Kupferkern. Sie sind preiswert und leicht zu verlegen. Aufgrund des Schirmgeflechts sind sie vor Störeinflüssen gut abgeschirmt. Die maximale Übertragungsrate beträgt 10 Mbit/s. Sie werden in einer Bustopologie verwendet.

6 Twisted Pair Kabel Twisted Pair-Kabel sind verdrillte Kupferkabel. Es gibt sie in abgeschirmter (Shielded Twisted Pair = STP) und nicht abgeschirmter (Unshielded Twisted Pair = UTP) Ausführung. Bei STP-Kabeln ist jedes Adernpaar mit einer Folie abgeschirmt. UTP-Kabel werden auch als Telefonkabel eingesetzt und sind daher in fast allen Gebäuden verlegt. TP-Kabel sind noch kostengünstiger und einfacher zu verlegen als Koaxialkabel. UTP- und STP-Kabel können bis 100 Mbit/s in Sterntopologie genutzt werden. UTP STP

7 Prinzip der UTP-Kabel UTP-Kabel sind nicht abgeschirmte, verdrillte Kupferkabel. Die Verdrillung bewirkt, dass das elektrische Feld (E) der Leitungen begrenzt wird. Dies reduziert die Störeinflüsse der Leitung (elektromagnetische Verträglichkeit EMV).

8 Prinzip der STP-Kabel Durch eine Folie können die Kabel noch besser abgeschirmt werden. Insbesondere bei hohen Frequenzen ist die Abschirmung für elektrische und magnetische Felder undurchlässig. Auch äußere Störeinflüsse werden erheblich verringert.

9 Adern- und Kabelschirme Zusätzlich zu Adernschirmen (shielded) werden manchmal bei UTP- und STP-Kabeln Kabelschirme (screened) eingesetzt. Die Kabel werden dann als S-UTP und S-STP-Kabel bezeichnet. Eine weitere Verdrillungsart ist die Sternvierer-Verdrillung, bei der zwei Adernpaare miteinander verdrillt werden.

10 Abbildungen von TP-Kabeln U-UTPS-UTP U-STP S-STP Abgeschirmte Kabel werden vor allem dort benötigt, wo erhebliche elektromagnetische Störungen auftreten.

11 RJ45-Stecker Beim RJ45-Stecker werden 4 Kabelpaare angeschlossen. Die meisten Netzwerke benötigen aber nur 2 Paare, d.h. 1 Paar für jede Übertragungsrichtung.

12 Crossover-Kabel Zur direkten Verbindung zweier PCs oder zweier Hubs werden gekreuzte Kabel verwendet. Sie sind äußerlich nicht von normalen Kabeln zu unterscheiden.

13 Linkklassen KlasseBandbreite bisBeispielanwendungen A100 kHzTelefonetz, ISDN B1 MHzISDN C16 MHzISDN, Ethernet, Token Ring D100 MHzEthernet, GB-Ethernet, ATM E200 MHzATM, GB-Ethernet F600 MHzATM, GB-Ethernet Linkklassen spezifizieren die Qualität der gesamten Übertragungsstrecke. Hierzu gehören außer Kabeln auch Steckverbinder, Verteiler usw.

14 Kabelkategorien KategorieBandbreiteMax. Dämpfung MHz2,6 dB/100m 316 MHz13,1 dB/100m 420 MHz10,2 dB/100m 5100 MHz22 dB/100m 6200 MHz30 dB/100m 7600 MHz50 dB/100m Twisted-Pair-Kabel werden in 7 Kategorien eingeteilt. Die Kategorien 1 und 2 werden nicht in Computernetzen verwendet. 6 dB bedeuten, dass die Signalstärke halbiert wird. Heute werden hauptsächlich UTP-Kabel der Kategorie 5 eingesetzt.

15 Überbrückbare Distanzen KategorieKlasse AKlasse BKlasse CKlasse D 32 km500 m100 m-- 43 km600 m150 m-- 53 km700 m160 m100 m 6Nur Klasse E: 100 m 7Nur Klasse F: 100 m Standard kabel

16 Lichtwellenleiter (LWL)

17 Prinzip eines Lichtwellenleiters Licht wird an der Grenzfläche zweier Medien mit unterschiedlichen Brechungsindizes gebrochen. Ein Teil tritt durch die Grenzfläche hindurch, ein anderer Teil wird reflektiert. Ab einem bestimmten Winkel wird der Lichtstrahl völlig reflektiert, wenn der Übertritt von einem dichteren zu einem weniger dichten Medium erfolgt.

18 Kabel und Stecker In Europa werden standardmäßig SC-Stecker verwendet. Das Verlegen von Lichtwellenleitern ist komplizierter als das von Kupferkabeln. Ein Grund ist, dass immer zwei Kabel für eine Verbindung benötigt werden. Die Technologie ist zudem teurer, aber wesentlich weniger anfällig vor elektromagnetischen Störungen.

19 Aufbau eines LWL Es gibt sehr viele verschiedene Typen von Lichtwellenleitern. Der Kern besteht in der Regel aus einer oder manchmal auch mehreren Quarzglasfasern. Es wird aber auch Kunststofffaser eingesetzt, die leichter zu verlegen ist, aber eine höhere Dämpfung aufweist.

20 Kopplung an den PC Für LWL gibt es spezielle Netzwerkkarten. Normale Netzwerkkarten können per Medienkonverter mit LWL-Technologie verbunden werden.

21 Multimode-Fasern Aufgrund der unterschiedlichen Reflexionswinkel gehen die Lichtstrahlen im LWL unterschiedliche Wege. Diese werden als Moden bezeichnet. Die Laufzeitunterschiede führen dazu, dass sich das Signal mit der Zeit verschmiert (Disperson). (Stufenindexfasern) Durch ein spezielles Dichteprofil kann der Brechungsindex so verändert werden, dass die Laufzeitunterschiede der Moden nur noch gering sind. Solche Fasern werden als Gradientenindexfasern bezeichnet.

22 Monomode-Fasern Monomodefasern sind sehr dünne Fasern, bei denen sich praktisch keine Moden und damit Laufzeitunterschiede ausbilden können. Statt normaler Leuchtdioden müssen aber teurere Laserdioden verwendet werden. Laserdiode

23 Frequenzbereiche des Lichts Das in LWL verwendete Licht liegt in drei Fenstern des nahen bis fernen Infrarotbereiches. LED mit Multimode-Faser Laserdiode mit Monomode-Faser

24 Vergleich der Kabelarten


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