Kategorie 7 / Klasse F auf dem Vormarsch

Da es nach oben (fast) keine Geschwindigkeitsbegrenzungen mehr gibt, können Anwendungen nun weiter wachsen und ein Niveau erreichen, das vor einem Jahr noch unvorstellbar war. „Flexibilität der nächsten Generation“ wird es in Zukunft heißen.

Die Genehmigung der Ausgabe 2 der Normen ISO/IEC 11801, IEC 61076-3-104 und IEC 60603-7-7 bedeutet, dass ein Standard für die Systeme der Kategorie 7/Klasse F nun in vollem Umfang definiert und aufgestellt ist. Die standardisierten Kabel sind vollständig geschirmt, das heißt, dass nicht nur jedes einzelne Adernpaar geschirmt ist, sondern auch das gesamte Kabel mit einem Gesamtschirm versehen ist. Auf diese Weise wird ein Funktionsumfang bereitgestellt, der mit UTP-Kabeln (Unshielded Twisted Pair – nicht geschirmten, verdrillten Adernpaare) nicht realisiert werden konnte. Beispielsweise können nun auf jedem Adernpaar innerhalb des Kabels gesonderte Anwendungen laufen, ohne dass der Datenfluss in den anderen Leitungspaaren innerhalb desselben Kabels beeinträchtigt wird.

Die internationale Norm IEC 61076-3-104 (International Electrotechnical Commission) bezieht sich auf die verwendete Schnittstelle, wie beispielsweise den TERA™-Steckverbinder von Siemon. Sie wurde herausgegeben und spezifiziert Verkabelungssysteme der Klasse F gemäß ISO/IEC 11801 und für BCT-Verkabelungssysteme, wie im Entwurf ISO/IEC 15018 dargelegt.

Der Steckverbinder ist für Kabel mit vier einzeln geschirmten Adernpaaren ausgelegt. Dabei sitzt jeweils ein Adernpaar in einem von vier intern geschirmten Anschlusselementen. Auf diese Weise kann der Nutzer für bereits vorhandene und in Entwicklung befindliche Anwendungen eine Vielzahl von verschiedenen Konfigurationen innerhalb desselben Kabels vornehmen.

Ein Adernpaar kann für Telefondienste benutzt werden. Zwei Adernpaare können für die Datenübertragung mit einer Geschwindigkeit von 10/100 Mbps verwendet werden. Das verbleibende Adernpaar kann für die Übertragung von Bilddaten oder für andere Anwendungen eingesetzt werden. Sollte ein Nutzer eine Datenübertragung mit einer Geschwindigkeit von 1Gb/s oder 10Gb/s beabsichtigen, dann würden hierfür alle vier Adernpaare benötigt werden.

Arbeitsplätze sind im Allgemeinen mit zwei Kabeln ausgestattet, einem Telefonkabel und einem Datenkabel. Bei einem Telekommunikationsausgang, bei dem alle vier Adernpaare in einem Kabel angeschlossen sind, das für eine Datenübertragungsgeschwindigkeit mit 1Gb/s vorgesehen ist, wird davon ausgegangen, dass diese Konfiguration mit einem 10Gb/s-System vorwärts kompatibel ist, sobald dieser Standard konzipiert ist. Mit einem zweiten Kabel mit vier Adernpaaren können eine Reihe anderer Anwendungen zur Verfügung gestellt werden, wie Telefon, Ethernet-gestützte Geräte, Videokonferenzanwendungen usw.

Die Abschirmung innerhalb eines STP-Kabels (Shielded Twisted Pair – geschirmte verdrillte Adernpaare), das auch als PiMF-Kabel (Pairs in Metal Foil – Adernpaare in Metallfolie) bezeichnet wird, vermindert das Übersprechen zwischen den Adernpaaren. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass „geräuschvolle“ Anwendungen so betrieben werden können, dass bei anderen, im selben Kabel laufenden Diensten keine Störungen auftreten. Dies ist besonders bei Umgebungen wie Fertigungshallen wichtig, denn dort werden durch die Maschinen in erheblichem Umfang elektromagnetische Störungen (Electromagnetic Interference – EMI) ausgesandt. Die Abschirmung um jedes Adernpaar und um das gesamte Kabel verhindert aber nicht nur die Störsinalabgabe zwischen den Adernpaaren und aus dem Kabel heraus, sondern sorgt auch dafür, dass keine Störungen in das Kabel eindringen, wodurch die Übertragungsfähigkeit verbessert wird.

Aufstrebende Kommunikationstechnologien steigern den Bedarf an Kabeln der Kategorie 7/Klasse F IP-gestützte Videoanwendungen

Eine relativ neue Anwendung sind xDSL-gestützte Fernsehsendungen. Telefongesellschaften stellen langsam fest, dass VoIP (Voice over IP) ihre Gewinnstruktur verändert. Durch die Möglichkeit, Fernsehen über xDSL-Leitungen anzubieten, gewinnen die Service Provider zusätzliche Einkommensquellen. Dies kann zukünftig zum Beispiel eine neue Anwendung für Telekonferenzen oder das Telelernen sein. Für die Übertragung der Fernsehsendungen wird ein einfaches Adernpaar benötigt. Die Fernsehsendungen können auf einem PC oder einem kleinen Fernsehbildschirm angesehen werden, je nachdem, was installiert ist. Ein separater Fernsehmonitor bietet den Vorteil, dass der Endbenutzer keine Rechnerressourcen für die Fernsehsendungen aufwenden muss. Dadurch könnte letztendlich eine ganze Palette neuer, interaktiver Produkte bereitgestellt werden.

Es wird erwartet, dass Video on Demand (Video auf Abruf) und Breitband-Video die Geschäftswelt revolutionieren werden. Die Möglichkeit, Firmenmitarbeitern an Ihrem Arbeitsplatz Schulungsprogramme auf Abruf bereitzustellen, wird die Zahl der Schulungsteilnehmer erhöhen. Die Nutzer sind dann in der Lage, Schulungseinheiten zu unterbrechen und zu beginnen, Abschnitte zurückzuspulen und neu anzusehen oder solche Abschnitte, die nicht sachdienlich oder bereits bekannt sind, zu überspringen. Angesichts der Einsparungen bei den Reisekosten und der durch das Nichtantreten einer Reise gewonnenen Produktivität amortisieren sich diese Systeme sehr schnell.

Bildtelefone sind schon seit einiger Zeit auf dem Markt, und die Technologie hat sich auf Grund von besseren Komprimierungsalgorithmen und Streaming-Medien weiterentwickelt. Diese Telefone werden mit einem einfachen Adernpaar betrieben. Neuere Modelle sind drahtlos, wodurch die Telefonadernpaare für andere Anwendungen frei werden. Es ist wahrscheinlich, dass, ganz gleich ob verkabelt oder kabellos, sich diese Telefone mit der Einführung neuer IP-Versionen zunehmender Beliebtheit erfreuen werden. Zukünftige Versionen können Hilfsprogramme für die Zusammenarbeit, digitale Live-Aufzeichnungen von Gesprächen oder sogar Fernsehsendungen über das Telefon sein.

Weitere IP-Anwendungen

Videoüberwachung nimmt immer mehr zu, da die Firmen Ihr Personal ebenso wie ihre Vermögensgegenstände in Form von Sachwerten und Daten schützen wollen. Kameras können nicht nur Videosignale übertragen, sondern können auch über Ethernet-Adernpaare gespeist werden. Die Möglichkeit, viele verschiedene Kameras über einen einzigen Übertragungskanal zu betreiben, eröffnet eine Vielzahl von Konfigurationsoptionen. So ist es möglich, Audio-Komponenten über eines der Adernpaare in das Überwachungssystem aufzunehmen. In hochgefährdeten Bereichen kann dadurch eine höhere Sicherheitsstufe realisiert werden, was mit Videogeräten allein nicht möglich ist. Ein zusätzliches Adernpaar kann auch für biometrische Erkennungsmethoden genutzt werden (z. B. für das Abtasten der Iris oder die Abnahme von Fingerabdrücken) sowie für sonstige Maßnahmen der Zugangskontrolle.

Heute ist es möglich, Gebäudeautomatisierungssysteme über ein einziges strukturiertes Kabelsystem zu installieren und auf diese Weise auch eine einzige integrierte Managementlösung zur Verfügung zu stellen. Das heißt, gebäuderelevante Systeme, wie Brandschutz, Sicherung, Überwachung, HKL u. a., können über dieselben Übertragungskanäle betrieben werden, die typischerweise Sprache und Daten unterstützen.

Bei medizinischen Anwendungen hat die NEMA (National Electrical Manufacturers Association) einen Weltstandard für digitale Bildkommunikation in der Medizin (Digital Imaging and Communications in Medicine – DICOM) als gemeinsame Basis für die Bildgebung in der Medizin geschaffen. Die Tage der herkömmlichen Röntgenbilder sind also gezählt. Mit neueren Geräten können digitale Bilder erzeugt werden, die über Computer angesehen und bearbeitet werden können, und nicht als Film ausgegeben werden. Die Auflösungen dieser digitalen Bilder werden dann im Zuge der technologischen Weiterentwicklung noch größer werden, wodurch eine größere Bandbreite und ein höherer Datendurchsatz erforderlich werden.

Durch die Möglichkeit, für diese Anwendungen geschirmte Kabel zur Verfügung zustellen, erlangt die Datensicherheit eine höhere Stufe, denn der Übertragungskanal wird von den aus den medizinischen Scannern abgegebenen Störsignalen abgeschirmt. Durch die Einführung von zahlreichen neuen Komponenten und Anwendungen werden Datenzentren und Speicherstellen in Netzwerken ebenfalls immer ausgeklügelter. Schutz und Speicherung von Daten ist kein Luxus, sondern vielmehr eine Notwendigkeit; ein Geschäftsbetrieb kann auf sie nicht verzichten. Regierungen verlangen für manche Bereiche eine dynamische Redundanz, die auch von anderen bereitwillig übergenommen wird. Die Größe von Datenspeichern wächst exponentiell an, und der erste 10-Gb/s-Standard stand im vergangenen Monat zur Annahme durch das IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) an. Transferraten von 10 Gb/s über Twinax-Kabel (zwei Koaxialkabel) können nun über kurze Entfernungen realisiert werden. Die Arbeiten zur Definition einer 10-Gb/s-Norm für verdrillte Adernpaare wurde bereits aufgenommen.

Die Kabelsysteme der Kategorie 7 / Klasse F werden bereits heute diesen Geschwindigkeiten gerecht. Man erwartet daher, dass sie sich zu einer anerkannten Industrienorm für die Unterstützung einer Übertragungsgeschwindigkeit von 10Gb/s über die volle Distanz von 100 Metern entwickeln, wobei ein Übertragungskanal bestehend aus einem Kupferkabel und vier Steckverbindern verwendet wird.

Wenn man in der Lage ist, verschiedene Dienste über eine einzige Übertragungskanalverbindung zu Verfügung zustellen, lassen sich Arbeits- und Materialkosten einsparen, denn es müssen weniger Kabel verlegt werden, es werden weniger Anschlussdosen und Verteilerfelder benötigt und der Bedarf an Stellplätzen und damit an Grundstücken und Gebäuden für Telekommunikationsschränke und/oder Datenzentren verringert sich. Diese Installationen können nämlich schnell eine beträchtliche Größe erreichen bzw. zu dicht gepackten Bereichen führen, wie beispielsweise in Callcentern und Kundenservicezentren.

In einer Fallstudie wurde gezeigt, dass ein Unternehmen durch Einsparungen bei Verteilern und Anschlüssen im Versorgungsraum seine Ausgaben beim Verkabelungsmaterial um 66 Prozent reduzieren konnte, bei den Lohnkosten um 50 Prozent und bei den Büroflächen 332 m2 hinzugewann. Auf Grund dieser enormen Einsparungen verblieben genügend Mittel, um mit Blick auf eine zukünftige Erweiterung zu jedem Arbeitsplatz unbeschaltete Glasfaserkabel zu verlegen.

Pro und Contra Glasfaserkabel

Angesichts der ständig steigenden Nachfrage nach Bandbreitenkapazitäten stellt sich die Frage, warum man nicht Glasfaserkabel zu den Arbeitsplätzen verlegt. Glasfaserkabel haben gewiss ihre Anwendungsbereiche. Ein zwingender Grund, der allerdings für die Verkabelung mit Kupferkabeln spricht, liegt darin, dass sie die Möglichkeit bieten, angeschlossene Netzwerkgeräte mit Strom zu versorgen. Bei WAPs (Wireless Access Points), Telefonen und zahllosen anderen Geräten, die bereits auf dem Markt sind oder noch auf den Markt kommen, erfolgt die Versorgung mit Niedrigspannung über einen Switch, und nicht über eine gesonderte Steckdose. Der entscheidende Vorteil dieser Technologie liegt darin, dass der Betrieb des Systems auch bei Stromausfall aufrechterhalten werden kann. Der mit Notstrom versorgte Switch ermöglicht die Kommunikation auch dann noch, wenn die Stromversorgung des Gebäudes ausgefallen ist.

Ein anderes Thema sind die Kosten. Die gemeinsame Nutzung von Anwendungen über ein Kabel / eine Anschlussdose ist nicht möglich, wenn in den Büros Glasfaserkabel verlegt sind. Im Vergleich zu Kupferkabeln sind die für Glasfaserkabel benötigten Geräte und Netzwerkkarten immer noch viel teurer. Es mag zwar gewiss Anwendungen geben, bei denen diese Kosten gerechtfertigt sind, aber im Allgemeinen ist das nicht der Fall. Die Verlegung von Glasfaserkabeln zu den Arbeitsplätzen macht die Kupferverkabelung für Telefone und andere Geräte, die in den Büros benötigt werden, nicht überflüssig. Einige Unternehmen versuchen, die Vorteile beider Verkabelungsarten zu nutzen und verlegen ein oder zwei Kabel der Kategorie 7 sowie ein unbeschaltetes Glasfaserkabel zu jedem Arbeitsplatz. Für welche Option ein Unternehmen sich auch immer entscheidet, es wird sich nach den individuellen Bedürfnissen und den Budgetvorgaben richten und auch einen Blick in die Zukunft werfen, um Aussagen über zukünftige Möglichkeiten machen zu können. Da es nach oben keine Geschwindigkeitsbegrenzungen mehr gibt, können die Anwendungen nun weiter wachsen und ein Niveau erreichen, das vor einem Jahr noch unvorstellbar war. Man wird sehen, welches die Anwendungen von Morgen sein werden und wie die Unternehmen sie nutzen werden.