Geschirmt vs. ungeschirmt: UTP, FTP, STP

Geschirmte und ungeschirmte Ethernet-Kabel übertragen dasselbe Signal auf denselben vier verdrillten Adernpaaren. Der Unterschied ist eine leitfähige Schicht um die Paare, und diese Schicht bewirkt nur etwas, wenn sie an beiden Enden über geschirmte Buchsen, Stecker und Patchpanels mit Masse verbunden ist. In einer normalen Wohnungs- oder Büroinstallation ist ungeschirmt verdrilltes Kabel (UTP) die richtige Wahl; Schirmung ist für spezielle Umgebungen gedacht und muss als komplettes System installiert werden.

Was die ISO-Bezeichnungen tatsächlich bedeuten

ISO/IEC 11801 schreibt die Schirmung als zwei Buchstaben, getrennt durch einen Schrägstrich: Der erste steht für den Gesamtschirm, der zweite für den Schirm auf jedem Paar. TP bedeutet Twisted Pair.

“STP” auf einer Produktseite ist also keine Standardbezeichnung. Es bedeutet meist F/UTP oder S/FTP. Die Buchstaben sagen, was tatsächlich im Mantel steckt.

Wann Schirmung hilft

Ein Schirm blockiert elektrische Störungen von außerhalb des Kabels und reduziert die Abstrahlung der Paare. Das ist an einigen Stellen wichtig:

• Industriebereiche mit Motoren, Antrieben und Schweißgeräten.
• Kabeltrassen, die mit Stromleitern geteilt werden, oder Verlegungen nahe an Frequenzumrichtern.
• Rechenzentren, in denen viele Kabel eng gebündelt sind und Alien Crosstalk zwischen ihnen die Grenze darstellt.
• Standorte mit einer dokumentierten Anforderung an elektromagnetische Verträglichkeit.

In einem Haus oder kleinen Büro sind die Störquellen meist nicht stark genug, um eine Verbindung zu stören. Die größeren Risiken sind schlechte Abschlüsse, lange Strecken und billiges Kabel, nicht das Fehlen eines Schirms.

Was eine geschirmte Strecke durchgehend braucht

Ein Schirm ist ein durchgehender Leiter. Wenn er irgendwo unterbrochen ist oder frei hängt, blockiert er keine Störungen und kann als Antenne wirken, die Störungen in die Paare einkoppelt. Ein funktionierender geschirmter Kanal braucht:

• Durchgehend geschirmtes Kabel, ohne ungeschirmte Patchkabel.
• Geschirmte Buchsen, Stecker und Patchpanels.
• Den Schirm an den Geräten über Panel und Buchse mit Masse verbunden.
• Dieselbe Erdungspraxis an beiden Enden des Kanals.

Geschirmtes Kabel mit ungeschirmten Patchkabeln oder einem ungeschirmten Patchpanel zu mischen, unterbricht den Pfad und bringt keinen Nutzen. In vielen kleinen Installationen wird der Schirm einfach nicht aufgelegt, was schlechter ist, als von Anfang an UTP zu verwenden.

Welche Kategorie mit welchem Schirm kombinieren

Schirmung ist unabhängig von der Kategorie. Cat5e, Cat6 und Cat6a gibt es alle geschirmt und ungeschirmt, und die Geschwindigkeits- und Längengrenzen ändern sich nicht wegen des Schirms. Cat6 ist bis 250 MHz spezifiziert und überträgt 10GBASE-T bis 55 m (180 ft), und nur 37 m (121 ft), wenn viele Kabel gebündelt verlaufen. Cat6a ist bis 500 MHz spezifiziert und überträgt 10 Gbps über die vollen 100 m (328 ft). Der 100-m-Kanal (328 ft) besteht aus bis zu 90 m (295 ft) Permanent Link plus bis zu 10 m (33 ft) Patch- und Gerätekabel. Wenn Sie eine Kategorie wählen, lesen Sie Cat5e vs Cat6 vs Cat6a: welche kaufen.

Geschirmtes Cat6a ist die übliche Wahl, wo Schirmung erforderlich ist, weil die höhere Frequenz und die engere Bündelung Crosstalk zum begrenzenden Faktor machen. Für eine einzelne Strecke im Haus ist ungeschirmtes Cat6 oder Cat6a einfacher und leistet bei den relevanten Geschwindigkeiten dasselbe.

Brauchen Sie geschirmtes Cat6?

Stellen Sie drei Fragen:

1. Gibt es eine bekannte Störquelle in der Nähe des Kabels, etwa einen Antrieb oder Motor?
2. Wird das Kabel über eine lange Strecke mit Stromleitern gemeinsam verlegt?
3. Gibt es eine Spezifikation oder einen Vertrag, der geschirmtes Kabel verlangt?

Wenn die Antwort auf alle drei nein ist, ist ungeschirmtes Kabel die richtige Wahl. Wenn eine Antwort ja ist, planen Sie ein vollständiges geschirmtes System, einschließlich Patchpanel, Buchsen und Kabel, und klären Sie, wie der Schirm geerdet wird. Ein Schirm, der nicht geerdet ist, bewirkt nichts.

Leiter, Mäntel und der Rest des Kabels

Schirmung ist nur ein Teil der Konstruktion. Die Leiter sollten für horizontale Strecken aus Massivkupfer und für Patchkabel aus Litzenkupfer bestehen. Kupferkaschiertes Aluminium (CCA) erfüllt die TIA-Kategorie-Standards nicht: Es hat einen höheren Widerstand, ist spröde beim Biegen und wird unter PoE heißer. Kategoriekabel ist Massiv- oder Litzenkupfer.

Für Verlegungen in Wänden ist die Brandschutzklasse des Mantels wichtiger als der Schirm. In den USA sind die NEC-Klassen CMP (Plenum), CMR (Riser), CM oder CMG (Allgemein) und CMX (begrenzt Wohnbereich). Eine höhere Klasse kann eine niedrigere ersetzen. In der EU wird das Brandverhalten von Kabeln unter der Bauproduktenverordnung mit Euroklassen wie Eca, Dca, Cca und B2ca eingestuft, und LSZH-Mäntel sind üblich. Außenkabel brauchen einen UV-beständigen Mantel, und Erdkabel sind gelgefüllt oder geflutet; Innenkabel sind für beides nicht geeignet. Arbeiten am Stromnetz sind Sache eines zugelassenen Elektrikers, und die NEC verlangt mindestens 50 mm (2 in) Abstand zwischen Kommunikationskabeln und Stromleitern, sofern keine Barriere trennt.

Was schiefgeht

• Ein Schirm, der nicht geerdet ist. Er bietet keinen Schutz und kann Störungen aufnehmen. Wenn Sie ihn nicht an beiden Enden richtig erden können, verwenden Sie UTP.
• Geschirmte und ungeschirmte Teile mischen. Ein ungeschirmtes Patchkabel unterbricht den Schirmpfad für den gesamten Kanal.
• “STP” kaufen, ohne die Buchstaben zu prüfen. Das Kabel kann F/UTP oder S/FTP sein, und Buchsen und Panels müssen dazu passen.
• Annehmen, Schirmung erhöhe die Geschwindigkeit. Tut sie nicht. Geschirmtes Cat6 überträgt 10GBASE-T weiterhin bis 55 m (180 ft), und geschirmtes Cat6a weiterhin bis 100 m (328 ft).
• Den 100-m-Kanal ignorieren. Die Grenze gilt für jede Geschwindigkeit von 10 Mbps bis 10 Gbps in der passenden Kategorie, und sie wird durch Signalverlust und Timing bestimmt, nicht durch den Schirm.
• CCA-Kabel verwenden. Es erfüllt die Kategorie-Standards nicht und sollte niemals PoE führen.
• Lange unverdrillte Enden. Die Paaraufdrillung am Abschluss darf bei Cat5e und höher höchstens 13 mm (0,5 in) betragen.
• Enge Biegungen und hartes Ziehen. Der installierte Biegeradius für 4-paariges UTP beträgt mindestens das 4-fache des Kabelaußendurchmessers, und die maximale Zugkraft beträgt 25 lbf (110 N).

Testen und Beschriften

Ein Durchgangs- oder Wiremap-Tester findet Unterbrechungen, Kurzschlüsse, vertauschte Adern und verpolte Paare. Split Pairs bestehen einen einfachen Durchgangstest und erfordern einen Tester, der Crosstalk misst. Qualifizierungstester prüfen, ob eine Verbindung eine bestimmte Geschwindigkeit überträgt. Zertifizierungstester messen die Verbindung gegen die TIA-Kategoriegrenzen, was die einzige Möglichkeit ist, nachzuweisen, dass eine Verbindung Cat6 oder Cat6a erfüllt. Ein TDR zeigt die Entfernung zu einem Fehler. Beschriften Sie beide Enden jedes Kabels gemäß ANSI/TIA-606.

Auswahl in der Praxis

Für ein Haus, ein kleines Büro oder eine typische gewerbliche Installation ist ungeschirmtes Cat6 oder Cat6a die Standardantwort. Es ist einfacher abzuschließen, braucht keinen Erdungsplan und erfüllt dieselben Geschwindigkeits- und Längengrenzen. Wählen Sie geschirmtes Kabel, wenn es eine echte Störquelle, einen gemeinsamen Pfad mit Strom oder eine Spezifikation gibt, die es verlangt, und installieren Sie es dann als vollständiges geschirmtes System. Wenn Sie noch eine Kategorie wählen, finden Sie auf der Seite Ethernet-Kabelkategorien erklärt: Cat5e bis Cat8 die Frequenzbewertungen und die Geschwindigkeiten, die jede unterstützt.