Netzwerktechnologie

3.2.3.1 Was ist eine Twisted Pair-Verkabelungen?

Twisted Pair-Verkabelung ist eine Art von Kabelstruktur, die in Netzwerken und Kommunikationssystemen verwendet wird. Sie besteht aus Paaren von Drähten, die miteinander verdrillt sind, um Störungen und Interferenzen zu minimieren. Diese Verkabelung ist weit verbreitet in Telefonnetzen, lokalen Netzwerken (LANs) und verschiedenen anderen Kommunikationsanwendungen.

Struktur und Funktionsweise

• Verdrillte Paare: Ein Twisted Pair-Kabel enthält mehrere Paare von Drähten, die in regelmäßigen Abständen umeinander verdrillt sind. Dies hilft, elektromagnetische Interferenzen (EMI) von externen Quellen zu reduzieren und Kreuzstörungen (Crosstalk) zwischen benachbarten Paaren zu minimieren.
• Paarbildung: In einem typischen Twisted Pair-Kabel gibt es zwei Drähte pro Paar, die eine separate elektrische Verbindung bilden. Die Drähte sind oft aus Kupfer und jeweils in einer isolierenden Ummantelung eingebettet.
• Verdrillungsgrad: Der Abstand, in dem die Drähte umeinander verdrillt sind, variiert je nach Kabeltyp und ist darauf ausgelegt, die Störungen auf einem minimalen Niveau zu halten. Unterschiedliche Verdrillungsgrade können die Leistung des Kabels beeinflussen.

Typen von Twisted Pair-Kabeln

1. Unshielded Twisted Pair (UTP):
• Beschreibung: Das häufigste Twisted Pair-Kabel, bei dem keine zusätzliche Abschirmung vorhanden ist.
• Verwendung: Häufig in Ethernet-Netzwerken (z. B. Cat5e, Cat6, Cat6a) verwendet.
• Anwendung: Ideale Wahl für Netzwerke in Büros und Wohngebieten, da es kostengünstig ist und ausreichend für die meisten LAN-Anforderungen.
2. Shielded Twisted Pair (STP):
• Beschreibung: Jedes Paar von Drähten ist zusätzlich zu den Drähten selbst durch eine Abschirmung (z. B. Folie oder Geflecht) geschützt.
• Verwendung: Wird in Umgebungen verwendet, wo höhere Störanfälligkeit vermieden werden muss, z. B. in industriellen Umgebungen oder bei der Übertragung von hochfrequenten Signalen.
• Anwendung: Besonders nützlich, wenn das Kabel in der Nähe von starken elektromagnetischen Störungen verlegt wird.

Kategorien von Twisted Pair-Kabeln

Twisted Pair-Kabel werden in verschiedene Kategorien eingeteilt, die ihre Leistung und Verwendungszwecke beschreiben. Die gängigsten Kategorien sind:

• Cat5 (Kategorie 5): Eignet sich für Datenübertragungsraten bis 100 Mbps. Veraltete Kategorie, die heutzutage kaum noch verwendet wird.
• Cat5e (Kategorie 5e): Verbesserte Version von Cat5, die bis zu 1 Gbps für Ethernet-Übertragungen unterstützt und besser gegen Störungen geschützt ist.
• Cat6 (Kategorie 6): Unterstützt bis zu 10 Gbps über kurze Entfernungen (bis zu 55 Meter) und bietet bessere Leistung bei höheren Frequenzen.
• Cat6a (Kategorie 6a): Bietet eine verbesserte Leistung im Vergleich zu Cat6 und unterstützt 10 Gbps bis zu 100 Meter.
• Cat7 (Kategorie 7): Bietet eine noch höhere Abschirmung und unterstützt bis zu 10 Gbps über 100 Meter mit besserem Schutz vor Störungen.
• Cat8 (Kategorie 8): Entwickelt für höhere Geschwindigkeiten von bis zu 25-40 Gbps über kurze Entfernungen und wird in Rechenzentren verwendet.

Vorteile der Twisted Pair-Verkabelung

1. Kosteneffizienz: Twisted Pair-Kabel sind in der Regel günstiger als andere Kabeltypen wie Glasfaser.
2. Flexibilität: Sie sind flexibel und einfach zu verlegen, was sie ideal für Büro- und Heimnetzwerke macht.
3. Einfache Installation: Die Installation ist relativ einfach und erfordert keine speziellen Werkzeuge oder Techniken.

Nachteile der Twisted Pair-Verkabelung

1. Signalverluste und Dämpfung: Bei längeren Kabelstrecken können Signalverluste auftreten, besonders bei höheren Frequenzen.
2. Störanfälligkeit: Auch wenn die verdrillte Struktur Störungen minimiert, kann es bei extremen Störungen oder in stark elektromagnetisch belasteten Umgebungen zu Beeinträchtigungen kommen.
3. Begrenzte Bandbreite: Während neuere Kategorien höhere Bandbreiten unterstützen, haben Twisted Pair-Kabel im Vergleich zu Glasfaserkabeln Einschränkungen hinsichtlich der Bandbreite und der maximalen Reichweite.

Visualisierung

Hier ist eine einfache grafische Darstellung eines Twisted Pair-Kabels:

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|        Twisted Pair-Kabel                |

|                                          |

|  +---------+  +---------+                |

|  | Draht 1 |  | Draht 2 |                |

|  |         |  |         |                |

|  +---------+  +---------+                |

|   Verdrillt 1 x  Verdrillt 2 x            |

|    - - - - - - - - - - - - - - - - - - - |

|                                          |

+------------------------------------------+

• Draht 1 und Draht 2: Die beiden Drähte eines Paares sind in regelmäßigen Abständen umeinander verdrillt.
• Verdrillung: Durch das Verdrillen wird die Wahrscheinlichkeit von Störungen durch elektromagnetische Interferenzen reduziert.