KABELAUFBAU
NETZWERKKABEL & IHRE SCHIRMUNGSARTEN
Twisted-Pair-Kabel bestehen in aller Regel aus vier jeweils miteinander verdrillten Adernpaaren. Die Verdrillung dient der Minimierung der Parasitärkapazität, die ansonsten bei parallel zueinander liegenden Adernpaaren speziell in hohen Frequenzbändern mit hohen Signaldämpfungswerten die Übertragungsqualität einer Leitung massiv beeinträchtigt.
Die vier Adernpaare sind im Kabel ebenfalls miteinander verseilt, um nahes und fernes Übersprechen zwischen den Paaren (NEXT und FEXT) zu minimieren. Dieses Leiterbündel nennt man die Kabelseele, sie ist umhüllt vom Kabelmantel. Je nach Schirmungsart sind die einzelnen Adernpaare oder die Kabelseele (oder beides oder keines) von einer Metallfolie bzw. einem Geflechtschirm umgeben.
Nomenklatur der Schirmung
Vor der eindeutigen Normierung durch ISO/IEC11801 waren die Bezeichnungen für Schirmungsarten nicht
einheitlich und sorgten für einige Verwirrung im Markt. Mit dieser Norm wurde folgendes Bezeichnungsschema eingeführt.
Also beispielsweise etwa: S/UTP für ein TP-Kabel mit Geflecht als Gesamtschirm jedoch ohne Einzelschirm oder SF/FTP für TP-Kabel mit Geflecht und Folie als Gesamt- sowie Folie als Einzelpaarschirm.
Schirmung
Eine leitende Masseverbindung, welche die Kabelseele (Gesamtschirm) oder einzelne Adernpaare (Einzelschirm) umgibt, verbessert normalerweise die Signalqualität signifikant hinsichtlich Störimmunität und -abstrahlung, Wechselwirkung mit anderen Leitungen sowie Abhörsicherheit eines Übertragungsweges. An den Steckverbindern ist dieser Schirm dann mit dem metallischen Steckverbindergehäuse verbunden, das die Masseverbindung über die Gerätebuchse herstellt. Ohne Schirmung existiert diese Verbindung aufgrund der durch die in der Netzwerk-technik eingesetzten Trenntransformatoren (Übertrager) bedingten galvanischen Trennung nicht.
Generell gilt für Schirmungen: Je mehr, desto dichter, desto wirkungsvoller. Auch die Schirmung einzelner Adernpaare hat hier deutliche und messbare positive Effekte. Weshalb auch für manche der höheren Kabel-Kategorien (z.B. Cat.7)
mit ihren hohen Datenraten Kabel mit Einzel- und Gesamtschirm gefordert sind. Dennoch werden traditionell in den unteren Kategorien Cat.5e und Cat.6 gerne auch komplett ungeschirmte Kabel eingesetzt. Im Folgenden werden die wichtigsten Schirmungstypen beschrieben.
Unshielded Twisted Pair
Unshielded/Unshielded Twisted Pair – ein komplett ungeschirmtes Kabel, das für die niedrigeren Kabelkategorien Cat.5 und Cat.6 noch heute weltweit oft und gerne eingesetzt wird (interessanterweise mit Ausnahme Deutschlands und der Schweiz). D.h. für die Übertragungsverfahren der Netzwerke bis Gigabit-Ethernet sind sie in aller Regel ausreichend, wenn auch nicht optimal. Es kann jedoch in zwei Fällen sogar besser sein, ungeschirmte Kabel zu verwenden.
Erstens, wenn zwischen den Endpunkten große Spannungs-Potenzialdifferenzen des Bezugspotenziales bestehen und die verwendeten Netzwerkgeräte selbst über den PE-Kontakt des Stromversorgungskabels mit Erd- bzw. Massepotenzial verbunden sind, entsteht so eine zweite Masseverbindung und damit eine sogenannte Erdschleife.
Sie generiert nieder-frequente Ausgleichsströme über den Kabelschirm, die die Signalqualität erheblich verschlechtern. Zweitens, manche AV- oder USB-Extendersysteme, die Cat.X-Kabel verwenden, sind eher auf gute Übersprechwerte denn auf gute Schirmung angewiesen und funktionieren daher besser mit ungeschirmten Kabeln.
Da dieser Kabeltyp ohne Schirm auskommen und dennoch die Vorgaben für seine Kategorie erfüllen muss, sind seine NEXT- und FEXT-Werte meist deutlich besser. Um dies zu erreichen, sind seine Adernpaare oft durch spezielle Abstandhalter aus Kunststoff innerhalb des Kabelmantels räumlich voneinander getrennt.
Foiled Unshielded Twisted Pair
Denkt man sich die Kabelseele eines U/UTP-Kabels in einen Folienschirm aus zumeist aluminiumkaschierter Kunststofffolie eingepackt, dann ist das Ergebnis ein F/UTP-Kabel. Dieser Schirmungstyp war lange Zeit der meistverwendete und ist für die Kabel-Kategorien Cat.5 und Cat.6 und für Übertragungsstandards bis Gigabit-Ethernet auch mehr als ausreichend. Er optimiert die Signalqualität gegenüber U/UTP-Kabeln meistens deutlich.
Screened Foiled Twisted Pair
Dieser Schirmungstyp mit Geflechtschirm um die Kabelseele und Folienschirmung um die einzelnen Adernpaare wird manchmal auch als PiMF-Kabel (Pair in Metal Foil) bezeichnet. Er repräsentiert die stärkste Schirmung und muss daher für manche Kabel-Kategorien (Cat.7, Cat.7A und Cat.8.2) zwingend verwendet werden.
Das Drahtgeflecht des Gesamtschirmes sollte einen Bedeckungsgrad größer 30% aufweisen, um gegen die typischerweise niederfrequente (und damit langwellige) Störeinstrahlung eine ausreichende Abschirmung zu erreichen.