Strukturierte Netzwerke

Präsentation zum Thema: "Strukturierte Netzwerke"—  Präsentation transkript:

1 Strukturierte Netzwerke
Cat.5 und Class D

2 Inhaltsübersicht Anwendungsneutrale Verkabelungssysteme
Bereiche und Medien Klassen und Kategorien Mögliche Netzwerklösungen Netzwerktopologie, Zulässige Kabellängen Netzkabel in der strukturierten Verkabelung Tertiärverkabelung Aufbau und Schirmung Patchkabel in der strukturierten Verkabelung Verkabelungsprinzip Patchpanel Anschlusstechnik Verbindungsarten – Probleme und mögliche Ursachen

3 Inhaltsübersicht Strukturierte Verkabelung
 Unter dem Begriff der strukturierten Verkabelung versteht man die Verwendung einheitlicher Anschlussmittel für unterschiedliche Dienste, wie analoge Telefonie, ISDN oder die verschiedenen Netzwerktechnologien.  So lässt sich eine bestehende Installation leicht an neu gestellte Aufgaben anpassen, ohne Verkabelung bzw. Anschlusstechnik austauschen zu müssen.  Das Ergebnis sind verschiedene Anschluss-Systeme bzw. Anschluss- und Verbindungstechniken für unterschiedliche Anforderungen.

4 Verkabelungssysteme Strukturierte Verkabelung
Gewinnt immer mehr an Bedeutung durch Zusammenfließen von verschiedenen Diensten wie Diverse Telefonie- und Datennetze zu Gemeinsamen Kommunikationsnetzen

5 Verkabelungssysteme DIN EN 50173 – Europanorm für Kabelspezifikationen
Leistungsfähigkeit der Übertragungsstrecken Spezifikation der Anschlusstechnik Prüfverfahren zur strukturierten Verkabelung Verkabelungstopologie = Baumstruktur Einteilung in drei Bereiche: Primär, Sekundär, Tertiär

6 Verkabelungssysteme Medien und Bereiche: Tertiärbereich -T
Bereich zwischen Etagenverteiler (EV) und Informationstechnischer Anschluss (TA) LWL-Kabel oder Symmetrische 100W Kabel Länge: 90m Sekundärbereich -S Bereich zwischen Gebäudeverteiler (GV) und Etagenverteiler (EV) LWL-Kabel oder Symmetrische 100W Kabel Länge: 500m Primärbereich - P Bereich zwischen Standortverteiler (SV) und Gebäudeverteiler (GV) LWL-Kabel oder Symmetrische 100W Kabel Länge: 1500m

7 Klassen und Kategorien
Verkabelungssysteme Klassen und Kategorien Steigende Datenübertragungsraten Wachsende Störeinflüsse  Anforderungen an die Komponenten der strukturierten Verkabelung werden höher Einführung verschiedener Kategorien (Cat) und Klassen (Class) zur Differenzierung Übertragungsstrecken werden in Klassen Verbindungstechniken in Kategorien unterteilt

8 Verkabelungssysteme Klasseneinteilung der Übertragungsstrecken
Klasse A bis 100kHz Sprachübertragung Klasse B bis 1MHz Mittlere Bitrate Klasse C bis 16MHz Hohe Bitrate Klasse D bis 100MHz Sehr hohe Bitrate Klasse E bis 200MHz Klasse F bis 600MHz Spezielle Netzanwendungen Klasse LWL > 100MHz Die Klassen E und F sind derzeit noch nicht in der Norm spezifiziert, da bisher keine Endgeräte für so hohe Datenüber-tragungsraten existieren

9 Verkabelungssysteme Kategorieeinteilung der Verbindungstechnik
bis 16MHz Kategorie 5 bis 100MHz 100MBit LAN Kategorie 6 bis 200MHz Kategorie 7 bis 600MHz 1GBit LAN Die Kategorien 6 und 7 sind derzeit noch nicht in der Norm spezifiziert, da bisher keine Endgeräte für so hohe Datenüber-tragungsraten existieren

10 Mögliche Lösungen Verkabelungshierarchie

11 Mögliche Lösungen Kabellängen

12 Mögliche Lösungen Kabellängen

13 Mögliche Lösungen Verkabelungs- bereiche

14 Mögliche Lösungen Beispiel: Firmengelände Tertiärbereich
Sekundär- bereich Öffentliches Netz Primärbereich

15 Praxis Tipp Prüfen Sie die Anforderungen an das Netzwerk bezüglich der zu erwartenden Datenübertragungsraten Wählen Sie die einzelnen Komponenten – Anschlussdosen, Patchfeld, Patchkabel, Kabel - sorgfältig aus. Alle Komponenten müssen der mindestens geforderten Kategorie bzw. Klasse entsprechen Achten Sie auf möglichst kurze Übertragungsstrecken Achten Sie auf möglichst kurz abgemantelte Leitungsenden Behalten Sie die Verdrillung soweit wie möglich bei Kontrollieren Sie vor der entgültigen Montage der Dosen den festen Sitz aller Schirmungselemente und Kabel  Achten Sie auf gleiche Belegung nach Farbcode im Rangierfeld und an den Dosen

16 Symmetrische Kupferkabel
Verkabelung des Tertiärbereiches:  Sternförmige Verbindung von den EV zu den Anschlussdosen  Empfehlung der Norm: ungeschirmtes oder geschirmtes 4- oder 8-adriges Kupferkabel der Kategorie 5 (Twisted Pair)  Früher Koaxialverkabelung  Bei besonders hohem Datenaufkommen, bzw. notwendige galvanische Trennung auch LWL

17 Symmetrische Kupferkabel
UTP „Unshielded Twisted Pair“, ungeschirmtes paarverseiltes, symm. Kupferdatenkabel mit 2 oder 4 Adernpaare Lokale Netzwerke, Anschluss-, Installationskabel S/UTP „Screened Unshielded Twisted Pair“, 2 oder 4-paariges paarverseiltes, symm. Kupferdatenkabel mit zusätzlichem Gesamtschirm Installationskabel für Etagenverkabelung FTP „Foil Twisted Pair“, foliengeschirmtes, paarverseiltes, symm. Kupferdatenkabel S/FTP „Screened Foil Twisted Pair“, geflecht- und foliengeschirmtes, paarverseiltes, symm. Kupferdatenkabel STP „Shielded Twisted Pair“, 2 oder 4-paariges symm. Kupferdatenkabel mit einzeln abgeschirmten Adernpaaren Bis 100MBit/s Arbeitsplatznaher Bereich Etagenverkabelung

18 Symmetrische Kupferkabel
S/STP „Screened Shielded Twisted Pair“, 2 oder 4-paariges Kupferdatenkabel mit einzeln abgeschirmten Adernpaaren und zusätzlichem Gesamtschirm Etagenverkabelung PiMf „Paar in Metallfolie“, mit Metallfolie geschirmtes, verdrilltes Paar eines Kupferdatenkabels mit hoher Nahnebensprechdämpfung Übertragung hoher Bitraten großtechnische Anlagen ViMf „Vierer in Metallfolie“, mit Metallfolie geschirmter Vierer aus 4 Adern eines Kupferdatenkabels

19 Praxis Tipp Achten Sie bei der Installation von Netzwerkkabeln auf einen zuverlässigen durchgängigen Schirmanschluss Beziehen Sie die geschirmten Leitungsnetze und metallische Komponenten in den Potentialausgleich mit ein Berücksichtigen Sie die minimalen Biegeradien (8 x Außendurchmesser) Halten Sie den entsprechenden Abstand zu anderen Kabeltypen Brandschutz: halogenfreie Leitungen Kabel direkt von der Kabeltrommel verlegen Vermeiden Sie unnötigen Druck/Zug auf die Kabel – maximale Einziehkräfte  Kabel nicht länger als notwendig abmanteln Schirmfolie so nah wie möglich an Anschlussklemmen führen Verdrillung der Adernpaare möglichst lange beibehalten - Farbcodierung beachten

20 Patchkabel  Jede anwendungsneutrale Gebäudeverkabelung unterscheidet Primär-, Sekundär- und Tertiärbereiche  Als Tertiärbereich bezeichnet man die sternförmige Verbindungen von den Etagenverteilern zu den informationstechnischen Anschlüssen einer Etage  Die Schnittstellen zwischen diesen Bereichen bilden passive Verteilerfelder: Rangierfeld Rangierverteiler Patchfeld Patchpanel Verteiler

21 Patchkabel Verteilerfelder sind Bindeglieder zwischen dem Primär-, Sekundär- und Tertiärbereich universeller Verkabelungssysteme Ermöglichen durch einfaches Umstecken (patchen) von Rangierkabeln (Patchkabeln) die problemlose Aufschaltung von Kommunikationsdiensten an einen Arbeitsplatz Verteilfelder für LWL (Primär- und Sekundärbereich) und Twisted Pair (Tertiärbereich) Unterscheidung nach Anzahl der Anschlüsse (Ports) Strukturierte Verkabelung: 24 Port Verteilerfelder üblich Fernmeldetechnische Installationen: 25 Ports üblich Standard-Installationsmaß: 19“ – Einbau in Datenschränken oder Racks

22 Patchkabel Manche Patchpanels sind klapp- bzw. ausziehbar
Auf den meisten Verteilerfeldern finden sich Farbcode-Bezeichnungen nach EIA/TIA (Electronic Industries Association/Telecommunications Industry Association) Link-Test: Prüfung auf optimales Leistungsvermögen der einzelnen Komponenten – Einhaltung der durch die Norm geforderten Werte des Verkabelungssystems DIN EN 50173: anwendungsneutrale Verkabelungssysteme Jeder Arbeitsplatz mind. einen informationstechnischen Anschluss mit 100W Kabel entsprechend Cat.5 2. Anschluss entweder ebenfalls mit Cat.5 oder LWL Bei symm. Cu-Kabeln müssen mind. 2, besser 4 Adernpaare, zur Verfügung stehen

23 Patchfelder Informationstechnischer Rangierverteiler
Anschlussbelegung nach TIA/EIA Norm

24 Beispiel für neutrale Verkabelung

25 Praxis Tipp DIN EN 50173 beachten
Alle Netzwerkkomponenten sollten erhöhte Ansprüche bezüglich EMV (DIN und DIN 50082) erfüllen Verwendung qualitativ hochwertiger Komponenten, da Verteilerfelder, Anschlussdosen und Leitungen fest installiert sind Verwendung von hochwertigen Anlege- und Montagewerkzeug Optimale Übertragungseigenschaften erforden größte Sorgfalt beim Auflegen der Kabel Verdrillung so weit wie möglich beibehalten Möglichst kurze Übertragungsstrecken

26 Praxis Tipp Auf gleich Farbcodierung achten (Verteilerfeld – Anschlussdosen) Fester und korrekter Sitz der Schirmung überprüfen Verwendung von gasdichten Schneidklemm-Kontakten Möglichkeit einer späteren Erweiterung bereits bei der Planung mit berücksichtigen Einsatz kompatibler Produkte (Verteilerfeld – Anschlusskabel – Anschlussdosen) Abschliessenden Link-Test durchführen

27 Anschlusstechnik Verbindungstechniken 3 verschiedene Arten:
 Löttechnik: kostengünstig und auf Dauer zuverlässig, aber zeitaufwendig (früher Fernmeldetechnik)  Schraubtechnik: Befestigung durch Schraubklemme, relativ schnell, spätere Änderungen jederzeit durchführbar  Schneidtechnik: große Zeitersparnis, je Klemmstelle nur 1 Draht, gasdichte Verbindungsstelle, sollte nicht gelöst werden

28 Anschlusstechnik TAE-Telekommunikations-Anschluss-Einheit
 Die TAE-Technik wird heute im Bereich der analogen Telekommunikation als Standardanschluss-System eingesetzt und ist nach DIN genormt.  Diese Norm umfasst sowohl die Anschlussdose als auch den zugehörigen Stecker. Es gibt sowohl Varianten mit Schraub- als auch mit Schneidklemmtechnik.  Die TAE-Buchse enthält drei Paare gegenüberliegender Kontaktfedern, von denen zwei als Schaltkontakte ausgebildet sind. Bei diesen Kontakten handelt es sich um Öffner.  Wird nun ein Stecker in die Dose gesteckt, öffnen sich die Kontakte zwischen den Klemmen 1 und 6 bzw. 2 und 5. Dadurch wird die weiterführende Leitung aufgetrennt, um ein Parallelschalten von Telefonen zu verhindern.

29 Anschlusstechnik Anschlussdosen-TAE
 TAE-Technik: zwei verschiedene Varianten mit unterschiedlicher Kodierung - N und F  Sie verhindern das parallele Anschalten von Telefonapparaten.  Bei der Kodierung steht das „F“ für Fernsprechen (Telefonapparate) und das „N“ dabei für Nichtfernsprechen (Anrufbeantworter, Fax , Modems und sonstige Zusatzgeräte).  An den Anschlussdosen und Steckern fest angeformte Kodierungen garantieren ein verwechselungsfreies Anschließen der Endgeräte.

30 Anschlusstechnik UAE-Universal-Anschluss-Einheit
 Bei der Entwicklung der UAE-Technik wurden u. a. die Forderungen der IEC berücksichtigt  Internationale Norm für einen gemeinsamen Telekommunikations-Endgeräte-Markt – Westernbuchse (RJ-45-Buchse) als Steckverbinder  Diese Buchse wird mit leichter Modifizierung als UAE-Buchse verwendet  Entweder mit einer oder mit zwei Buchsen bestückt - Schraub- bzw. Schneidklemmtechnik.  Die Buchsen sind achtpolig, wobei durch mechanische Kodierungen auch sechspolige Stecker aufgenommen werden können.  Ein weiterer Klemmkontakt dient als Schirmstützpunkt.  Die Universal-Anschluss-Einheit UAE wird sowohl für digitale Anschalteeinrichtungen (achtpolig) als auch für analoge Endgeräte (sechspolig) verwendet.

31 Anschlusstechnik Anschlussdosen-UAE

32 Anschlusstechnik IAE - ISDN-Anschluss-Einheit
 Entsprechen der internationalen Norm und werden zum Anschluss von Terminals/Endgeräten in analogen und digitalen (ISDN) Netzen eingesetzt.  Die IAE-Dosen sind daher universell einsetzbar (in Analog- und in ISDN-Netzen) und können somit bei einer Umstellung von Analogtechnik auf Digitaltechnik weiterverwendet werden.  Die achtpoligen Modularbuchsen nehmen sowohl sechs als auch achtpolige Modularstecker auf.  Die IAE-Anschlussdose entspricht der UAE-Dose, weist im Unterschied dazu aber keinen zusätzlichen Schirmstützpunkt auf.  Schraubkontakte oder über Schneidklemmkontakte.  Die Bezeichnung IAE wurde von der Deutschen Telekom eingeführt.

33 Anschlusstechnik Cat 5 Dose nach Categorie 5, Klasse D
 Die bisher beschriebenen Anschlusstechniken eignen sich ausschließlich zur Übertragung relativ niedriger Frequenzen. Daher kommen die in diesem Bereich verwendeten Dosen ohne eine aufwendige Schirmung aus.  Im Bereich der Datennetzwerktechnik werden sehr hohe Datenübertragungsraten, und demzufolge hohe Frequenzen, gefordert  Hohe Frequenzen fordern hohe Schirmdämpfungen - Cat.5-Anschlusskomponenten  Diese Modularsteckverbinder werden auch als RJ 45- bzw. Westernsteckverbinder bezeichnet und sind nach DIN EN und IEC genormt.  Die Cat.5-Steckdosentechnik wird für anwendungsneutrale Netzwerke verwendet.  Die Verdrillung jeweils zweier Drähte muss so lange wie möglich beibehalten werden. Sie darf nicht mehr als 13 mm aufgetrennt werden.

34 Anschlusstechnik Anschlussdosen-Cat.5
 Die Steckverbinder sind achtpolig ausgeführt. Die Reihenfolge der aufzulegenden Adernpaare ist nicht genormt, da diese Dosen für unterschiedliche Sprach-und Datendienste eingesetzt werden können.  Die Familie der Cat.5-Anschlusseinheiten umfasst ein komplettes System zum Endgeräteanschluss mit Übertragungsfrequenzen bis 100 MHz. Als Anschlusstechnik wird die Schneidklemmtechnik verwendet.

35 Anschlusstechnik Kontaktbelegung der Modularsteckverbindung bei verschiedenen Diensten

36 Anschlusstechnik

37 Anschlusstechnik Probleme und mögliche Ursachen
Keine Datenüber-tragung Verdrahtungsfehler Schlechte Daten-übertragung Fehlanpassung durch Komponenten mit unterschiedlichen Wellenwiderständen Schlechte Kontaktierung durch defekte Patchkabel Schlechte Kontaktierung des Installationskabels an der Dose oder am Patchfeld Dämpfung, NEXT, ACR prüfen Gleichstromwider-stand fehlerhaft Max. zulässige Länge überschritten Grosse Übergangswiderstände beim Installationskabelanschluss an der Dose oder Patchpanel Zu geringer Adernquerschnitt des Kabels

38 Anschlusstechnik Probleme und mögliche Ursachen NEXT/FEXT fehlerhaft
Drall der verseilten Adern zu stark geändert Adern parallel geführt (nicht verdrillt) ungeschirmte Komponenten verwendet Schirmung nicht in Ordnung Kabelführung/Kabelanschluss schlecht Dämpfung fehlerhaft Max. zulässige Kabellänge überschritten Umgebungstemperatur zu hoch Rückflussdämpfung überschritten Schlechte Kabelführung ACR fehlerhaft NEXT und/oder Dämpfung nicht in Ordnung Signallaufzeit fehlerhaft

39 Anschlusstechnik Probleme und mögliche Ursachen
Rückflussdämpfung fehlerhaft Unterschiedliche Wellenwiderstände bei Anschlussdosen, Kabel oder Patchpanel zu weit geöffnete Verdrillung der Adern zu enge Verbindungsstellen hoher Übergangswiderstand in den Anschlussdosen oder Patchpanel schlechte Kabelführung ACR ... Dämpfungs-Nebensprechdämpfungs-Verhältnis NEXT ... Near End Cross Talk – Nahnebensprechdämpfung FEXT ... Far End Cross Talk - Fernnebensprechdämpfung