Massiv- oder Litzen-Ethernetkabel: Was wann verwenden

Massiv- oder Litzen-Ethernetkabel – die Entscheidung hängt davon ab, wo das Kabel eingesetzt wird. Massives Kupfer gehört in die Wand, aufgelegt auf Anschlussdosen und Patchpanels, weil es ein Signal weiter trägt und eine Schneidklemmenverbindung zuverlässig hält. Litzenkupfer gehört in Patchkabel, die bewegt werden, weil es wiederholtes Biegen übersteht. Das falsche Kabel am falschen Ort ist der häufigste Grund, warum eine Strecke den Zertifizierungstest nicht besteht oder ein Patchkabel nach ein paar Monaten Bewegung ausfällt.

Der Leiter im Mantel

Ein Kategoriekabel hat vier verdrillte Adernpaare. Jeder Leiter ist entweder ein massiver Kupferdraht oder ein Bündel feiner Kupferlitzen.

Massiver Leiter: ein Kupferdraht pro Leiter. Niedrigerer Widerstand, bessere Signalübertragung über die Distanz und Formstabilität beim Auflegen auf einen Schneidklemmenkontakt (IDC) an einer Dose oder einem Panel. Er toleriert wiederholtes Biegen nicht; biegt man ihn oft genug hin und her, verfestigt sich das Kupfer und bricht.

Litzenleiter: viele feine Kupferlitzen miteinander verdrillt. Flexibler und ermüdungsresistenter, aber mit höherem Widerstand und etwas schlechterer Signalübertragung bei hohen Frequenzen. Er ist für Patchkabel und Gerätekabel gedacht, die bewegt werden.

Beide sind Kupfer. Der Unterschied ist mechanisch und elektrisch, keine Frage der Qualitätsstufe.

Welcher Leiter wohin gehört

TIA-568 beschreibt den Kanal als bis zu 90 m (295 ft) permanente Verbindung plus bis zu 10 m (33 ft) Patch- und Gerätekabel, insgesamt 100 m (328 ft). Die permanente Verbindung ist der Teil, den man einmal installiert und dann in Ruhe lässt. Die Patchkabel sind der Teil, der angefasst wird.

Querschnitt: 23 AWG vs. 24 AWG und dünner

American Wire Gauge (AWG) ist invers: Eine niedrigere Zahl bedeutet einen dickeren Leiter. Cat5e ist üblicherweise 24 AWG, Cat6 ist 23 oder 24 AWG, und Cat6a ist 23 AWG. Patchkabel liegen bei 24 bis 26 AWG, und Slim-Patchkabel bei 28 AWG, was TIA-568.2-D für Patchkabel erlaubt.

Dickere Leiter haben einen niedrigeren Widerstand. Das ist aus zwei Gründen wichtig:

• Signalverlust über die Distanz. Ein dickerer Leiter verliert weniger Signal, weshalb 23 AWG bei Cat6 und Cat6a üblich ist.
• Wärme unter Power over Ethernet. Höhere Leistung erhitzt gebündelte Kabel. 23 AWG Cat6- oder Cat6a-Kupfer bleibt kühler als dünneres Kabel.

Ein 28 AWG Slim-Patchkabel ist in Ordnung für eine kurze Strecke im Rack, wo Luftstrom und Kabelmanagement zählen. Es ist nicht die richtige Wahl für eine lange permanente Verbindung und nicht die richtige Wahl für ein PoE-Gerät mit hoher Leistung am Ende eines langen Kanals.

Warum kupferkaschiertes Aluminium eine falsche Ersparnis ist

Kupferkaschiertes Aluminium (CCA) hat einen Aluminiumkern mit dünner Kupferbeschichtung. Es wird als günstigeres Kategoriekabel verkauft und erfüllt die TIA-Kategorie-Normen nicht.

• Höherer Widerstand als Kupfer, daher ist der Signalverlust schlechter und das Kabel erreicht möglicherweise nicht die Distanz, die die Kategorie verspricht.
• Spröde bei Biegung. Der Aluminiumkern bricht, wo Kupfer sich biegen würde.
• Mehr Wärme unter PoE. Aluminium hat einen höheren Widerstand, also wird mehr Leistung im Kabel zu Wärme.

Kategoriekabel ist Massiv- oder Litzenkupfer. Wenn ein Angebot CCA angibt, ist es kein Kategoriekabel im Sinne der TIA, egal was auf dem Mantel steht. Dasselbe gilt für kupferkaschierten Stahl und andere Ersatzstoffe.

Was die Kategorie und der Kanal tatsächlich erfordern

Die Kategorie legt Frequenz und Geschwindigkeit fest. Der Leiter und die Installation entscheiden, ob die Strecke sie erfüllt. Für das vollständige Bild, was jede Kategorie überträgt, siehe Ethernet-Kabelkategorien erklärt: Cat5e bis Cat8.

• Cat5e: spezifiziert bis 100 MHz; 1000BASE-T (1 Gbps) bis 100 m (328 ft); 2.5GBASE-T (2,5 Gbps) bis 100 m nach IEEE 802.3bz.
• Cat6: spezifiziert bis 250 MHz; 1 Gbps bis 100 m; 10GBASE-T (10 Gbps) bis zu 55 m (180 ft) und nur 37 m (121 ft), wenn viele Kabel gebündelt verlaufen.
• Cat6a: spezifiziert bis 500 MHz; 10 Gbps bis zur vollen Länge von 100 m (328 ft).

Eine massiv Kupfer-Cat6a-Strecke, fachgerecht aufgelegt, ermöglicht einen 10GBASE-T-Kanal über 100 m. Ein Litzen-Patchkabel an jedem Ende ist Teil dieses Kanals und erlaubt, aber das Kabel muss ein echtes Kategoriekabel sein, kein dünnes unverdrilltes.

Anschluss: Warum Massiv- und Litzenkabel unterschiedliche Stecker brauchen

RJ45-Stecker unterscheiden sich. Stecker für Massivleiter und Stecker für Litzenleiter verwenden unterschiedliche Kontakte. Ein für Litze gemachter Stecker beißt möglicherweise nicht richtig in einen Massivleiter, und ein für Massivdraht gemachter Stecker greift möglicherweise kein Litzenbündel. Durchgangsstecker lassen die Drähte vor dem Crimpen vorne heraustreten, was die Ausrichtung erleichtert. Geschirmtes Kabel braucht geschirmte Stecker.

TIA empfiehlt werkseitig konfektionierte Patchkabel. Der Grund ist Konsistenz: Ein Werkskabel ist getestet, die Crimpung ist kontrolliert, und die Paarverdrillung ist minimal. Selbst konfektionierte Kabel variieren. Wenn Sie selbst konfektionieren, darf die Paaraufdrillung am Anschluss nicht mehr als 13 mm (0,5 in) betragen für Cat5e und höher. Für die Schritt-für-Schritt-Anleitung siehe RJ45-Stecker crimpen.

Massivkabel wird normalerweise auf Dosen und Panels aufgelegt, nicht auf Stecker gecrimpt. Litzenkabel wird normalerweise auf Stecker gecrimpt. Die Vermischung der beiden ist die häufigste Ursache für Feldausfälle.

Installationsgrenzen, die für beide gelten

• Installierter Biegeradius für 4-paariges UTP: mindestens das 4-fache des Kabelaußendurchmessers.
• Maximale Zugkraft für 4-paariges Kabel: 25 lbf (110 N).
• Abstand zu Netzleitungen: Der NEC verlangt mindestens 50 mm (2 in) zwischen Kommunikationskabel und Netzleitern, sofern keine Barriere trennt; Stromkabel im rechten Winkel kreuzen.
• Brandverhalten: CMP für Plenum-Lufträume, CMR für Steigleitungen zwischen Etagen, CM oder CMG für allgemeine Zwecke, CMX für begrenzte Wohnnutzung. Eine höhere Klassifizierung kann eine niedrigere ersetzen. Für die Unterschiede siehe Plenum vs. Riser vs. CM Kabelklassifizierungen.
• Außenkabel braucht einen UV-beständigen Mantel; Erdkabel ist gelgefüllt oder geflutet. Innenkabel ist für beides nicht geeignet.
• Beschriften Sie beide Enden jedes Kabels gemäß ANSI/TIA-606.

Arbeiten an Netzleitungen sind Sache eines zugelassenen Elektrikers. Kabelauswahl und Anschluss nicht.

Was schiefgeht

Litzenkabel in der Wand. Es funktioniert zunächst, dann lockert sich der Schneidklemmenkontakt oder die Litzen brechen an der Dose. Die Strecke fällt auf 100 Mbps zurück oder fällt ganz aus. Verwenden Sie Massivkupfer für permanente Verbindungen.

Massivkabel in einem Patchkabel. Es übersteht ein paar Steckvorgänge, dann bricht der Leiter am Stecker. Das Kabel besteht den Durchgangstest und fällt aus, wenn es bewegt wird. Verwenden Sie Litzen-Patchkabel.

CCA als Cat6 verkauft. Der Mantel sagt Cat6, der Leiter ist Aluminium. Die Strecke handelt möglicherweise 1 Gbps auf kurzer Länge aus und fällt auf längerer Länge aus, oder fällt unter PoE aus, weil das Kabel heiß wird. CCA erfüllt die TIA-Kategorie-Normen nicht.

28 AWG Slim-Kabel auf einer langen PoE-Strecke. Das Kabel ist im Rack in Ordnung. Am Ende eines langen Kanals, der ein Gerät mit hoher Leistung versorgt, fügt der dünnere Leiter Verlust und Wärme hinzu. Verwenden Sie 23 oder 24 AWG für diese Verbindung.

Unverdrillte Paare am Anschluss. Mehr als 13 mm (0,5 in) Aufdrillung erhöht das Übersprechen. Ein Durchgangstester besteht es; ein Zertifizierungstester nicht.

Ein einfacher Durchgangstester als Beweis. Durchgangs- und Drahtzuordnungstester finden Unterbrechungen, Kurzschlüsse, vertauschte Adern und umgekehrte Paare. Split-Pairs bestehen einen einfachen Durchgangstest und brauchen einen Tester, der Übersprechen misst. Qualifizierungstester prüfen, ob eine Strecke eine bestimmte Geschwindigkeit überträgt. Zertifizierungstester messen die Strecke gegen die TIA-Kategorie-Grenzwerte, was der einzige Weg ist, eine Strecke für Cat6 oder Cat6a zu belegen. Ein TDR zeigt die Entfernung zu einem Fehler.

Annehmen, ein Kabel mit der Bezeichnung Cat7 und RJ45-Steckern sei ein Cat7-Kanal. Cat7 ist ISO/IEC Class F, spezifiziert bis 600 MHz, mit jedem Paar einzeln geschirmt. Es ist keine TIA-Kategorie. Die eigenen Stecker der Norm sind GG45 und TERA; Cat7-Patchkabel mit RJ45-Steckern sind kein Standard-Cat7-Kanal und leisten, was die RJ45-Verbindung zulässt.

Auswahl in der Praxis

Für eine neue permanente Verbindung kaufen Sie Massivkupfer-Meterware in der Kategorie, die zu Geschwindigkeit und Distanz passt. Cat5e Massivkupfer deckt 1 Gbps bis 100 m ab. Cat6 Massivkupfer deckt 10 Gbps bis 55 m (180 ft) ab, oder nur 37 m (121 ft) in einem dichten Bündel. Cat6a Massivkupfer deckt 10 Gbps bis zur vollen Länge von 100 m (328 ft) ab.

Für Patchkabel kaufen Sie werkseitig konfektionierte Litzenkabel in derselben Kategorie wie die permanente Verbindung. Halten Sie die Kategorie durchgängig ein: Eine Cat6a-permanente-Verbindung mit Cat5e-Patchkabeln ist ein Cat5e-Kanal.

Für PoE verwenden Sie 23 AWG Kupfer in Cat6 oder Cat6a, wo die Strecke lang oder die Leistung hoch ist. Verwenden Sie niemals CCA für PoE.

Für eine kurze Rack-Verbindung, bei der Kabeldichte zählt, ist ein 28 AWG Slim-Litzen-Patchkabel erlaubt und funktioniert. Halten Sie es kurz und fern von langen PoE-Strecken.

Für alles im Außenbereich verwenden Sie außentaugliches Kabel mit UV-beständigem Mantel und Erdkabel, wenn es in den Boden geht. Innenkabel ist für beides nicht geeignet.