IT-Verkabelungen mit höherer Leistungsfähigkeit

Bild 1: Beispiel für einen RJ45-Stecker der Kategorie 6A (MP8, links) und der Kategorie 8.1 (MFP8 Cat.8.1, rechts). Im Gegensatz zu den RJ45-Modulen unterscheiden sich die beiden Stecker deutlich in Aussehen und Größe

Können Verkabelungskomponenten der Kategorie 6A mit besonders hohen Reserven auch 25-Gigabit-Ethernet übertragen? Sind Verteilfelder und Anschlussdosen, die bis zu 1250 MHz übertragen können, eine kostengünstige Alternative zur Kategorie 8.1? Zur Verkabelung für 25-Gigabit-Ethernet sind einige Gerüchte im Umlauf. Daher ist es wichtig, die Fakten sorgfältig zu prüfen.

Das 25-Gigabit-Ethernet für Kupferdatenleitungen wurde schon 2016 vom Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) als 25GBASE-T im Standard IEEE 802.3bq festgelegt. Seit 2018 sind die Vorgaben in der Gesamtausgabe des IEEE Standard for Ethernet (IEEE 802.3-2018) in Kapitel 113 enthalten. 25GBASE-T baut auf dem seit Jahren bewährten 10-Gigabit-Ethernet 10GBASE-T auf, stellt jedoch wesentlich höhere Anforderungen bei der Signaldämpfung, was zur deutlich kürzeren Leitungslänge von nur 30 m inklusive Patchkabel führt. 25GBASE-T eignet sich daher hauptsächlich für Serverräume, Rechenzentren und die direkte Verbindung von Switches und Servern.

Verkabelung nach Norm

Bild 2: Beispiel für ein Kategorie-6A-Modul, das auch 25-Gigabit-Ethernet 25GBASE-T gemäß ISO/IEC 11801-9905:2018 übertragen kann (AMJ-SL, links) und ein Modul der Kategorie 8.1 das normkonform 25-Gigabit-Ethernet 25GBASE-T gemäß DIN EN 50173 und ISO/IEC 11801 über die volle Streckenlänge von 30 m übertragen kann (AMJ Modul Cat.8.1, rechts).

DIN EN 50173-1 legt für 25GBASE-T eine Verkabelung der Klasse I oder Klasse II fest. Übertragungsstrecken der Klasse I bestehen aus Komponenten der Kategorie 8.1 oder höher (Bild 1), Strecken der Klasse II aus Komponenten der Kategorie 8.2. Klasse I und II wie auch Kategorie 8.1 und 8.2 sind für den Frequenzbereich von 1 MHz bis 2000 MHz spezifiziert. Steckverbinder der Kategorie 8.2 verwenden nicht das RJ45-Steckgesicht, und Stecker der Kategorie 8.2 sind nicht steckkompatibel zu RJ45-Buchsen, weshalb Verkabelungen der Klasse II äußerst selten installiert und hier nicht weiter betrachtet werden.

Komponenten der Kategorie 8.1 sind für 40-Gigabit-Ethernet 40GBASE-T gedacht und daher spürbar teurer als Komponenten der darunterliegenden Kategorie 6A, die für zehn Gigabit pro Sekunde konstruiert sind (Bild 2). 25GBASE-T nutzt den Frequenzbereich von 1 MHz bis 1250 MHz, und so trifft man gelegentlich auf die Idee, Neuverkabelungen mit Komponenten auszuführen, welche die hohen Anforderungen der Kategorie 8.1 lediglich in einem eingeschränkten Frequenzbereich bis 1250 MHz erfüllen.

Was auf den ersten Blick nach einer besonders kostengünstigen Lösung aussieht, entspricht jedoch nicht den Vorgaben der einschlägigen Normen, die keine derartige Einschränkung zulassen. Weder DIN EN 50173-1 noch die internationale Norm ISO/IEC 11801-1 unterscheiden zwischen einer vollwertigen und einer nur teilweise erfüllten Kategorie 8.1. Sie fordern auch für 25GBASE-T vollwertige Übertragungsstecken der Klasse I oder II mit vollwertigen Komponenten der Kategorie 8.1 oder 8.2 ohne Einschränkungen.

Dasselbe gilt sinngemäß für die amerikanische ANSI/TIA-568-0/-2. Um es ganz klar zu sagen: Verkabelungen mit Komponenten mit einem eingeschränkten Frequenzbereich entsprechen nicht dem aktuellen Stand der Normung. Je nach den vertraglichen Vereinbarungen und den Festlegungen im Qualitätsplan nach DIN EN 50174-1 können sie zu Schadenersatzforderungen führen.

25-Gigabit-Ethernet mit Komponenten der Kategorie 6A

Bild 3: S/FTP-Installationskabel der Kategorie 7 (links) und Kategorie 8.2 (rechts) im Vergleich

Technisch gesehen kann 25-Gigabit-Ethernet 25GBASE-T über kurze Entfernungen tatsächlich auch über Verkabelungsstrecken übertragen werden, welche die Anforderungen der Klasse I nicht erfüllen. Je nach Kategorie der Verkabelungskomponenten beträgt die maximale Streckenlänge jedoch nur wenige Meter. Kurze Leitungslängen können in Serverräumen und innerhalb einer kurzen Schrankreihe ausreichen.

ISO/IEC veröffentlichte hierzu 2018 den Anwendungsbericht ISO/IEC TR 11801-9905 nach dem geprüft werden kann, ob sich vorhandene Verkabelungen auch für 25-Gigabit-Ethernet eignen. Der Bericht enthält Formeln für die Berechnung der übertragungstechnischen Parameter und eine Risikobewertung für den Betrieb von 25GBASE-T mit Komponenten der Kategorien 6A, 7 und 7A. Bei Komponenten der Kategorie 7A (kein RJ45-Stecker!) wird das Risiko generell als niedrig eingestuft, bei Komponenten der Kategorie 6A und 7 wird das Risiko jedoch bereits bei einer Übertragungsstreckenlänge von mehr als 10 m als hoch eingestuft.

Der Anwendungsbericht wird fälschlicherweise immer wieder herangezogen, um Neuverkabelungen mit Komponenten der Kategorie 6A »25-Gigabit-Ethernet-tauglich« zu planen und zu installieren. Dabei wird jedoch die Tatsache außer Acht gelassen, dass TR 11801-9905 ausschließlich für die Überprüfung einer vorhandenen Verkabelung anzuwenden ist, nicht für eine Neuverkabelung! Für eine Neuverkabelung empfiehlt der Anwendungsbericht ausdrücklich Übertragungsstrecken der Klasse I oder II bis 2000 MHz.

Prüfung vorhandener Verkabelungen

Der Anwendungsbericht ISO/IEC TR 11801-9905 legt die zu prüfenden Parameter fest. Er gibt auch eine maximale Streckenlänge an, bis zu der 25GBASE-T wahrscheinlich übertragen werden kann. Diese sind:

  • bis zu 30 m inklusive Patchkabel mit Komponenten der Kategorie 7A (kein RJ45)
  • bis zu 12 m inklusive Patchkabel mit Komponenten der Kategorie 7 (kein RJ45)
  • bis zu 12 m inklusive Patchkabel mit Komponenten der Kategorie 6A.

Wichtig: Der Bericht enthält nur die Vorgaben für die Übertragungsstrecke (englisch: channel), nicht für die Installationsstrecke (englisch: permanent link). Messungen auf der Grundlage von TR 11801-9905 müssen daher als Channel-Messung erfolgen und somit inklusive der Patchkabel, die für den Betrieb der Strecke später auch verwendet werden.

Die Patchkabel, mit denen gemessen wurde, dürfen nach der Messung also nicht mehr entfernt werden, sondern müssen eingesteckt bleiben. Falls sie ausgesteckt oder gar ersetzt werden, muss neu gemessen werden. Nur die Installationsstrecke vom Verteilfeld bis zur Anschlussdose (permanent link) zu messen, wie dies nach Abschluss der Installationsarbeiten allgemein üblich ist, ist nach TR 11801-9905 nicht möglich, da der Anwendungsbericht keine Vorgaben für die Installationsstrecke (permanent link) festlegt.

Fazit

Normkonforme IT-Verkabelungen sind nach den Vorgaben der einschlägigen Normen, besonders DIN EN 50173 und ISO/IEC 11801 zu planen und zu installieren. Beide fordern für 25-Gigabit-Ethernet 25GBASE-T eine Verkabelung der Klasse I oder II und damit Komponenten der Kategorie 8.1 oder 8.2 (Bild 3), welche die in der Norm festgelegten Parameter über den gesamten Frequenzbereich von 1 MHz bis 2000 MHz erfüllen. Komponenten mit einem eingeschränkten Frequenzbereich sind nicht normkonform.

Anhand des Anwendungsberichts ISO/IEC TR 11801-9905 kann geprüft werden, ob eine vorhandene Verkabelung aus Komponenten der Kategorien 6A, 7 oder 7A mit Einschränkungen für 25GBASE-T geeignet ist. Die Länge von Verkabelungsstrecken mit Komponenten der Kategorie 6A ist dabei auf maximal 12 m einschließlich Patchkabel begrenzt. Bei Neuverkabelungen empfiehlt ISO/IEC TR 11801-9905 ausdrücklich Strecken der Klasse I oder II bis 2000 MHz und damit Komponenten der Kategorie 8.1 oder 8.2

Autor

Dirk Traeger, Technical Solutions Manager Datavoice, Telegärtner Karl Gärtner GmbH, Steinenbronn

Quelle und Bildquelle: www.elektro.net

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