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Verkabelung für Wi-Fi

 

Verkabelung für Wi-Fi

Seit über zehn Jahren schon versprechen die Befürworter von Wi-Fi das Ende der Kupferkabel-basierten Netzwerke. Während Wi-Fi extrem beliebt ist und rasant wächst, wachsen auch Kupfer-Netzwerke weiter, wenn auch langsamer. Dies liegt zum Teil daran, dass, wie mir ein Kollege einmal sagte, „viel Draht in drahtlos“ ist. Sehen wir einmal, welche Art von Draht nötig ist, um das Neueste im Drahtlosen zu unterstützen.

Neue Standards für schnelleres Wi-Fi

Die modernsten, weit verbreiteten Wi-Fi-Systeme basieren heute auf dem IEEE 802.11ac-Standard. Der Standard wurde 2013 veröffentlicht, aber er ist wirklich nicht so alt wie es scheint. Innerhalb des Standards gibt es zwei Ausführungen, Wave 1, mit theoretischen Höchstdatengeschwindigkeiten von bis zu 1.3 Gbit/s und Wave 2, die bis zu 6.9 Gbit/s erreichen kann. Die Auslieferung von Wave-2-Geräten begann 2016. Manche Anbieter verkaufen bereits 802.11ax-Geräte, die Geschwindigkeiten von 11 Gbit/s erreichen können.

In der Wirklichkeit begrenzen Wettbewerb, Störung und Entfernungsbegrenzungen diese Technologien auf einen Durchsatz von etwa 50 % ihres theoretischen Maximums. Und dennoch können diese Technologien 1 Gbit/s leicht übersteigen, solange der mit dem Zugriffspunkt verbundene Draht dies unterstützen kann.

Wenn also ein GB nicht ausreicht, wäre die offensichtliche Wahl für verdrahteten Support für diese Wi-Fi-Zugangspunkte hoher Leistung zehn Gig, was 10GBASE-T für Kupfer bedeutet. Das wird Ihr System für ein weiteres Jahrzehnt oder vielleicht länger am Laufen halten. 10GBASE-T erfordert Category 6A für den Betrieb (oder Category 6, wenn die Länge auf 30 m begrenzt ist). Und das ist ein Problem in bestehenden Anlagen, da die Mehrheit der installierten Kabel Category 5e und 6 ist. Das Aufrüsten einer bestehenden Kabelanlage zu 6A-Konformität ist ein teures und zeitaufwendiges Unterfangen.

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Eine Gruppe von über 45 Netzwerk- und Kabelunternehmen kam zusammen, um die NBASE-T Alliance zu gründen und dieses Problem anzugehen. Das Ergebnis, der IEEE 802.3bz-Standard, wurde Ende 2016 verabschiedet und ermöglicht den Betrieb von 2.5- und 5-Gbit/s-Netzwerken über Category 6 und 5e-Kabel (mit einigen Einschränkungen). Damit können Kunden ihre Netzwerke auf Multi-Gigabit-Datengeschwindigkeiten aufrüsten, ohne ihre Kabelinfrastruktur zu ersetzen. Dies zeigt die Vorteile des Vorausplanens durch Installieren und Zertifizieren von Kategoriekabeln, damit Ihre Installation für Kapazitäten bereit ist, an die beim Bau der Anlage noch niemand denken kann.

Zwei Kommunikationstechnologien werden durch 802.3bz definiert: 2.5GBASE-T und 5GBASE-T. Die erstere kann alle Wave 1 802.11ac-Umsetzungen sowie manche Wave 2 unterstützen, während die letztere Wave 2 und selbst den noch nicht freigegebenen 802.11ax unterstützen kann. Die NBASE-T-Implementierungen sollen mit den derzeitigen BASE-Standards koexistieren und die gleiche physische Schnittstelle und unterstützende Autonegotiation verwenden. Das bedeutet, dass ein Anwender ein NBASE-T-Switch zur Unterstützung von NBASE-T-Geräten einsetzen kann, aber es wird auch mit vorhandenen 1000BASE-T-Geräten arbeiten. Diese Art von schrittweiser Bereitstellung reduziert Kosten und Disruptionen. Eine ausführliche Liste von Produkten, die NBASE-T unterstützen, und die täglich erweitert wird, befindet sich unter https://www.nbaset.org/technology/nbaset-products/.

Das Kleingedruckte

Wenden wir uns jetzt den oben erwähnten Beschränkungen zu. Während die klugen Designer von NBASE-T es schafften, dass es mit den meisten Cat 5e- und Cat 6-Kabeln arbeitet, gibt es manche Fälle, in denen die physischen Limitationen ein physikalisches Problem aufwerfen, das sie nicht lösen konnten (zumindest nicht zu vernünftigen Kosten). Das Problem ist verwandt mit Fremdnebensprechen, Signalen, die von einem vierpaarigen Kabel zu einem danebenliegenden vierpaarigen Kabel wandern. Das Problem zeigt sich, wenn ein Paar Kabel über eine lange Strecke nahe aneinander liegen, was den übertragenen Signalen mehr Möglichkeit gibt, sich gegenseitig zu stören. Dies kann ein Problem sein, selbst wenn installierte Verkabelung zertifiziert wurde, da die meisten Kabel aufgrund der zusätzlichen Kosten und Arbeit nicht auf Fremdnebensprechen getestet werden. Da das bei 1000Base-T selten ein Problem darstellt, hat dies bisher niemand interessiert.

NBASE-T enthält eine Strategie für die Behandlung von Kabelleistungsproblemen. Wenn das Kabel Probleme hat, z. B. 5 Gbit/s zu meistern, werden die Geräte an jedem Ende einfach auf 2.5 Gbit/s herunterschalten. Das wird wahrscheinlich das Problem lösen, aber nicht auf die Art und Weise, die Sie wünschen. Wie werden Sie also sicherstellen, dass Ihr Kabel die höchsten Geschwindigkeiten unterstützt?

Wie oben bemerkt gilt, dass je länger die Strecke ist, die Kabel nahe aneinander gehalten werden, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass Fremdnebensprechen zum Problem wird. Kabel, die in große, feste, ordentlich aussehende Bündel umwickelt werden, kommen für dieses Problem in Frage. Dazu hat die NBASE-T-Allianz die Tabelle rechts erstellt. Das zeigt, dass das Risiko für Probleme sehr gering ist, wenn Category-6-Kabel verwendet werden, obwohl Probleme in 5GBASE-T auftreten können, wenn Cat-6-Kabel für eine Strecke über 75 m gebündelt werden. Bei Category 5e-Installationen können Bündel über 50 m Probleme verursachen, und Längen über 75 m haben ein hohes Ausfallrisiko bei der Unterstützung von 5GBASE-T. Dieses Risiko lässt sich auf drei Arten minimieren:

  • Physische Trennung der Gerätekabel (Patchkabel). Nebensprechen-Probleme sind am größten, wenn die Übertragungssignale am stärksten und die Empfangssignale am schwächsten sind – an den Gerätekabeln.
  • Die horizontal verlaufenden Kabel entbündeln. Das Ausbreiten in den Kabelkanälen ist der beste Ansatz, wenn das auch nicht so gut aussieht.
  • Die NBASE-T-Verbindungen zu nicht aneinander liegenden Steckfeldstellen umstecken.

Sie können sich auch von einem Verkabelungs-Profi beraten lassen, der Ihre Kabel auf Fremdnebensprechen testen kann. Da nur die Kabel, die NBASE-T befördern, getestet werden müssen, kosten die wenigen zusätzlichen Minuten nicht viel. Sie können mehr über dieses Thema unter https://www.nbaset.org/library/white-paper-2/ lesen.

Zugangspunkte betreiben

PoE, basiert auf IEEE-Standards 802.3 af, at und dem kommenden bt, kombiniert Leistung und Datenkommunikation in dem gleichen vierpaarigen Kabel. Die meisten drahtlosen Zugangspunkte für kommerzielle Installationen werden über PoE gespeist, was den Bedarf an der Installation eines Netzanschlusses und Montage eines getrennten Netzteils eliminiert. Das Einzige, worauf Installateure achten müssen, wenn es sich um Leistungsstufen handelt, ist, sicherzustellen, dass das Power Sourcing Equipment mit dem Zugangspunkt kompatibel ist und ausreichend Spannung liefern kann. Es gibt viele unterschiedliche Versionen von PoE, von denen manche mit diesen Standards konform sind und manche nicht. Und die verschiedenen Standards bieten unterschiedliche Stufen von maximaler Leistung für Zugangspunkte: 13 W für 802.3af, 25.5 W für 802.3at und 71 W für 802.3bt. Die gute Nachricht ist, dass die meisten AP nicht viel Spannung brauchen, daher arbeiten die meisten mit Niederspannungsquellen.

Ein subtileres Problem hängt mit der Verkabelung zusammen. Die Lieferung von Spannung über Kategoriekabel erfordert einen niedrigen Widerstand der Kabel – zu hoher Widerstand und die Leistung verflüchtigt sich, bevor sie ans Ziel gelangt. Der Widerstand muss auch ausgeglichen werden zwischen beiden Paaren und innerhalb eines Paares. Wenn er zu unausgeglichen ist, sättigt die Leistung die Transformatoren des Empfängers und stört die Datenübertragungen. Dieses letzte Problem ist besonders ernst bei Hochgeschwindigkeits-Netzwerken wie NBASE-T.

Das Gute ist, dass Kategoriekabel auf strenge Widerstandsanforderungen ausgelegt und getestet wird, daher wird es kaum eine Quelle von Problemen sein. Fehlerhafte Installationstechniken jedoch können der Verbindung Widerstand hinzufügen. Und das Feldtesten von Standards wie TIA-1152-A verlangen keine Widerstandsmessungen für die Zertifizierung. Um sich vor diesen Problemen zu schützen wird empfohlen, dass diese optionalen Messungen in die Feldtests einbezogen werden.

Die Verbindung vereinfachen

Jetzt, da wir das lästige Netzteil losgeworden sind, sehen wir, wie wir die Installation noch weiter rationalisieren können. Eine traditionelle Wandplatte und ein Patchkabel sind wirklich nicht erforderlich im Falle eines Zugangspunkts. Anders als bei einem Büro-PC wird er nicht regelmäßig umgestellt, daher stellen die Wandplatte und das Patchkabel unnötige Kosten und Arbeit dar.



BICSI und die TIA haben dieses Problem erkannt und die Modular Plug Terminated Link (MPTL) definiert, die in einem Steckfeld beginnt und in einem feldkonfektionierten RJ45-Stecker endet, der direkt in den Zugangspunkt gesteckt werden kann, wodurch das Steckfeld und das Gerätekabel eliminiert werden können. Eine Auswahl von Herstellern haben feldkonfektionierte Modulstecker zur Unterstützung dieses Standards präsentiert. Wenn Sie mit der Installation von RJ-45-Patchkabelsteckern vertraut sind, werden Sie sich freuen, dass diese neuen Designs viel leichter zu handhaben sind.

Der neue ANSI-TIA-568.2-D-Standard enthält eine Definition für das Testen dieser Verbindung, und Hersteller von Testgeräten unterstützen ihn. Man muss sich bewusst sein, dass die MPTL im Gegensatz zu einer typischen Channel-Messung die Leistung dieses im Feld installierten Modulsteckers einschließt, was bedeutet, dass dieser Tester einen optionalen Adapter (gewöhnlich einen für Patchkabel ausgelegten) zum Prüfen dieses Teils der Verbindung benötigt. Das Gute ist, dass die Kosten dieses Adapters wahrscheinlich unter den Ersparnissen für eine einzelne MPTL-Installation liegen.

 

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