Um jedoch die gewünschte Langzeitleistung zu gewährleisten, müssen Netzwerkplaner bei der Projektplanung und der Komponentenauswahl die subtilen Unterschiede in der Nomenklatur berücksichtigen.
Mit der Einführung von 10-Gigabit-Ethernet über Kupfer-Twisted-Pair-Infrastruktur wurden neue Versionen der Standards für Telekommunikationsverkabelungssysteme veröffentlicht.
Die EIA/TIA veröffentlichte im Februar 2008 die Spezifikation der Kategorie 6A, und ISO/IEC tat dies im selben Zeitraum mit dem Kanalstandard der Klasse EA. Leider definieren diese beiden Spezifikationen nicht dieselbe Leistung, was zu Verwirrung auf dem Markt geführt hat.
Betrachtet man auch die einzelnen Komponenten, insbesondere die Verbindungshardware, so ist die Verwirrung noch größer. EIA/TIA und ISO/IEC legen unterschiedliche Qualitätsstandards fest, obwohl die Komponentenbezeichnungen sehr ähnlich sind. Daher muss der Anwender bei der Auswahl der Komponenten äußerst sorgfältig vorgehen, um die erwartete Leistung der Infrastruktur zu gewährleisten.
Neue Verkabelungsstandards: Im Juli 2006 wurde das IEEE-Protokoll für 10-Gigabit-Ethernet über verdrillte Kupferadern (802.3an) veröffentlicht. Da dieses Protokoll den Frequenzbereich auf 500 MHz erweiterte und Kategorie-6-konforme Kabel nur für 250 MHz geeignet waren, mussten neue Standards entwickelt werden. Alternativ bot sich die Verwendung von Kategorie-7-Systemen an, die für 600 MHz ausgelegt sind. Da diese Kabel jedoch weltweit nur einen Marktanteil von 4 % hatten, hätte diese Option allein nicht ausgereicht, um den Erfolg des neuen Ethernet-Protokolls zu gewährleisten. Der IEEE-802.3an-Standard legte die Mindestanforderungen an die Kanäle fest, die Kabel für die Funktion des Protokolls erfüllen mussten. Tatsächlich konnte ein gut geschirmtes Kategorie-6-System mit stabilem Betrieb bei hohen Frequenzen diese Mindestanforderungen erfüllen, wie die geschirmten Real10-Systeme von R&M demonstrierten. Trotzdem stellte das Übersprechen fremder Frequenzen ein Problem für ungeschirmte Systeme dar: Die Verwendung höherer Frequenzen und komplexer Codierungsverfahren machte das schwache 10GbE-Signal anfälliger für externe Störungen als frühere Protokolle. Dies führte zu Einschränkungen bei ungeschirmten Systemen der Kategorie 6. Daher begannen verschiedene Arbeitsgruppen, neue Systemkategorien mit einer Leistung bis zu 500 MHz auf Basis der RJ45-Technologie zu spezifizieren. Die EIA/TIA veröffentlichte ihren Standard für Kategorie 6A im Februar 2008, und die ISO/IEC veröffentlichte gleichzeitig die Kanalanforderungen für Klasse E A. Leider spezifizieren diese Standards nicht dieselbe Qualität. Abbildung 1 veranschaulicht die Unterschiede im NEXT-Kanalparameter. Die Kanalanforderungen der EIA/TIA-Kategorie 6A weisen einen sanften Abfall von 27 dB ab 330 MHz auf, während die ISO/IEC-Klasse E A eine lineare Flankensteilheit aufweist. Daher bietet das ISO/IEC-Konzept eine bessere und höhere Übertragungsqualität in verdrillten Kupferleitungen mit RJ45-Technologie. Bei 500 MHz bedeutet dies, dass Klasse E A eine um 1,8 dB bessere NEXT-Qualität als ein Kanal der Kategorie 6A erfordert. In der Praxis führt diese höhere Qualität zu einem zuverlässigeren Betrieb mit minimalen Fehlern. Darüber hinaus maximiert sie die Lebensdauer der Verkabelungsinfrastruktur. Die Bedeutung der Komponenten: Sobald die Eigenschaften der Kanalstandards geklärt sind, besteht der nächste Schritt in der Definition der Komponentenstandards. EIA/TIA hat die Spezifikationen für Kanal, Verbindung und Komponenten in einem einzigen Paket definiert. Dies ist alles im Standard der Kategorie 6A (568B.2-10) enthalten, der bereits veröffentlicht wurde. ISO/IEC hat die Kanalspezifikationen erstmals in Amendment 1 zu 11801 definiert und arbeitet derzeit an der Definition der permanenten Verbindung und der Komponenten (dies wird im selben Dokument veröffentlicht). Der Bedarf an einem Komponentenstandard entstand, als Kunden begannen, Interoperabilität zu fordern, also die Möglichkeit, Komponenten verschiedener Hersteller zu kombinieren, ohne die Kanalqualität zu beeinträchtigen. Zum Beispiel die Kombination eines Cat. 6-Moduls der Marke X mit einem Cat. Für die Qualitätsklasse E werden ein Cat.-6-Installationskabel der Marke Y und ein Cat.-6-Patchkabel der Marke Z verwendet. Um diese Anforderungen zu erfüllen, wurde 2003 der De-Embedded- Test entwickelt . Dieses Verfahren nutzt eine bekannte Referenzbuchse, um Stecker in gesteckter Verbindung zu testen. Die Auswirkungen der Referenzbuchse werden von den Werten der gesteckten Verbindung subtrahiert, um die NEXT-Charakterisierung des Steckers zu erhalten. Mit dieser Methode werden zwölf Referenzstecker aus niedrigen, mittleren und hohen Leistungsbereichen ausgewählt, die anschließend zum Testen der Verbindungshardware verwendet werden. Im Fall von 10-Gigabit-Ethernet wurden zunächst Systeme angeboten, die die Kanalanforderungen des Protokolls erfüllten. Die Anforderungen an die neuen Komponenten ermöglichen Interoperabilität, also die Kombination verschiedener Systeme, wie es bereits früher der Fall war. Für Komponenten der Kategorie 6A (EIA/TIA) und Kategorie 6A (ISO) wurde der Re-Embedded-Test entwickelt . Das Verfahren ähnelt im Wesentlichen dem des De-Embeded- Tests . Hierbei wird jedoch zunächst ein Referenzstecker mithilfe einer neuen, präziseren Messanordnung, der sogenannten Direktsonde, ausgewählt. Anschließend wird die Differenz zwischen diesem Referenzstecker und den 12 De- Embeded -Steckern berechnet . Danach wird die Verbindungshardware mit dem einzelnen Referenzstecker getestet. Abschließend werden die Ergebnisse berechnet, die mit den 12 De -Embeded- Referenzsteckern anstelle ihrer separaten Prüfung erzielt worden wären. Kurz gesagt: Das Auffinden und Testen der 12 De-Embeded- Stecker wurde durch präzise Messungen mit anschließender Differenzberechnung ersetzt. Dies gewährleistet schnellere und konsistentere Ergebnisse. Wie beim Kanal bietet ein ISO-spezifizierter Cat.-6A-Stecker eine höhere Qualität als ein EIA/TIA-spezifizierter Cat.-6A-Stecker. Der aktuelle Entwurf sieht für Cat. 6A eine Flankensteilheit von 40 dB ab 250 MHz und für Cat. 6A eine Flankensteilheit von 30 dB vor. Bei 500 MHz bedeutet dies, dass ein Cat.-6A-Stecker … Ein 6A-Modul muss eine um mindestens 3 dB bessere NEXT-Qualität als ein Cat. 6A-Modul bieten. Die Produktbezeichnung ist wichtig . Durch die Standardisierung von Verbindungs- und Kabelkomponenten ist diese Situation verwirrend geworden. Die Komponentenspezifikationen für einen Cat. 6A (EIA/TIA)-Kanal unterscheiden sich deutlich und sind weniger streng als die für einen Class E A (ISO)-Kanal. Um Qualität auf einem Class E A -Kanal zu erzielen, sollten daher Komponenten verwendet werden, die den Cat. 6A -Spezifikationen entsprechen . Ein Kanal, der ausschließlich aus Komponenten besteht, die den Cat. 6A (EIA/TIA)-Spezifikationen entsprechen, garantiert jedoch keine Class E A- Qualität . Daher ist der Unterschied im „A“ (insbesondere dessen Schreibweise als Index) entscheidend. Cat. 6A ≠ Cat. 6A . Tabelle 1 zeigt die beiden neuen Kabelkategorien und die zugehörigen Komponentennamen.
Eine komplexe Herausforderung. Sie fragen sich vielleicht, warum ISO/IEC für die Spezifikation von Komponenten länger braucht als EIA/TIA. Ein Grund dafür ist die unterschiedliche Organisation: ISO/IEC setzt sich aus verschiedenen Organisationen zusammen, die für die Spezifikationen von Verkabelung und Verbindungshardware zuständig sind. Die Koordination zwischen diesen Gruppen ist zeitaufwendiger als bei EIA/TIA, wo alle Beteiligten in derselben Gruppe (und im selben Land) angesiedelt sind. Es gibt jedoch weitere Gründe, wie die technische Komplexität und vor allem das Betreten von Neuland. Bisher kannten wir das Verhalten von Komponenten und ihre Dynamik im Zusammenspiel bei Frequenzen bis zu 250 MHz. Aktuell verdoppelt sich die Frequenz, und der Einsatz von Prototypen unter diesen Bedingungen ist instabil. Diese Prototypen müssen sekundäre und tertiäre Effekte wie die transversale Modenkopplung berücksichtigen, was die Komplexität deutlich erhöht. Diese Phänomene treten bei Cat. 7-Verbindungshardware dank der Kontaktgeometrie, die die Adernpaare trennt, seltener auf. Wir haben gesehen, dass ein Modul der Kategorie 6A, um in einem Class-E- A -Kanal eine hohe Qualität zu erreichen, bei 500 MHz um 3 dB bessere NEXT-Werte aufweisen muss als ein Modul der Kategorie 6A ( Abbildung 3). Dies ist wichtig, da hierfür die Entwicklung völlig neuer Module erforderlich ist, anstatt bestehende Designs zu modifizieren, wie es bei aktuell verfügbaren Modulen der Kategorie 6A häufig der Fall ist. Konkret werden mehr Elemente benötigt, um die zuvor erwähnte zusätzliche Kopplung zu kompensieren. Auch der Trennung der Adernpaare beim Spleißen muss mehr Aufmerksamkeit gewidmet werden. Darüber hinaus muss der Spleißvorgang äußerst präzise und genau ausgeführt werden, um eine gleichbleibende Qualität zu gewährleisten.
Verbesserte Sicherheit mit Class EA und Cat. 6A. Class-E- A- Kanäle bieten derzeit die höchste verfügbare Qualität mit RJ45-Technologie, dem De-facto-Standard. Sie unterstützen nicht nur 10-Gigabit-Ethernet-Anwendungen, sondern verlängern auch die Lebensdauer der Verkabelung und gewährleisten einen zuverlässigeren Betrieb. Aus all diesen Gründen werden Class-E -A- Kanäle für Datennetzwerke empfohlen, die in Neuinstallationen eine hochwertige Übertragung erfordern. Wenn Interoperabilität erforderlich ist, ist die Wahl von ISO/IEC-konformer Cat.-6- A -Verbindungshardware entscheidend. EIA/TIA-konforme Cat.-6-A-Module können die überlegene Qualität von Class E A nicht gewährleisten. Obwohl die Veröffentlichung der Cat.-6 -A- Komponentenstandards noch etwas Zeit in Anspruch nimmt, lohnt sich das Warten, da das Verkabelungssystem von der höheren Qualität profitiert und dem Anwender viel Ärger erspart.
Präzise Definition von LAN-Parametern:
Benötigen Sie ein LAN für Breitbandanwendungen und möchten Sie den kostengünstigen und weit verbreiteten RJ45-Anschluss mit verdrillten Kupferadern nutzen, müssen Sie sich mit neuen Standards auseinandersetzen. Die Normungsgremien ISO/IEC, EIA/TIA und IEEE haben zwar unterschiedliche Qualitätskriterien definiert, verwenden aber eine ähnliche Terminologie. Zukünftig ist es daher notwendig, die erwartete Qualität und die verwendeten Komponenten bereits in der Planungsphase präzise festzulegen. Die Kombination von Klasse EA mit Kat. 6A (mit dem „A“ als Index) bietet höchste Qualität und eine größere Signalübertragungssicherheit.
Quellen: R&M White Paper, IEEE 802.3an, ISO/IEC 11801 Amendment 1, Amendment 2 (Entwurf), EIA/TIA 568B.2-10.
Autor:
JuanPablo Muñoz, Technischer Leiter, R&M Spanien und Portugal
