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10.09.1993

Anwender degenerieren zum Experimentierfeld der Industrie Erhoehte Anforderungen bringen die Netzphysik in die Bredouille

Was nuetzen dem Anwender die Diskussionen etwa um ein zukuenftiges Fast Ethernet, wenn schon die bis dato gebraeuchlichen physikalischen Netzstrukturen auf (technischtoenernen Fuessen stehen. Diese Anschauung vertritt Dieter Steuer*, der der einschlaegigen Kabelindustrie, aber auch den Benutzern in einer kritischen Bestandsaufnahme dringend ans Herz legt, erst ihre Hausaufgaben zu machen, anstatt staendig ueber neue Technologien zu reden.

*Dieter Steuer ist Geschaeftsfuehrer der DOK-Systeme GmbH, Hannover.

Im Segment der fuer die Hochleistungs-Datenuebertragung geeigneten Kupferkabel tobt schon seit Jahr und Tag ein unerbitterlicher Kampf zwischen den unterschiedlichen Gruppierungen. Fuer das 10- Mbit/s-Ethernet beziehungsweise den 16-Mbit/s-Token-Ring hat sich das Meinungsbild inzwischen weitgehend gefestigt, das heisst, hier haben sich - neben den herstellerspezifischen Loesungen, insbesondere im Token-Ring-Bereich - Kupferkabel mit einer Impedanz von 100 Ohm durchgesetzt. Es sind dies die sogenannten Level-3- und Level-5-Kabel, die bis zu einer Verlegungslaenge von rund 100 Metern in der Regel den Anforderungen gerecht werden.

Ploetzlich wollen jedoch fast alle Anbieter die Option fuer FDDI beziehungsweise "Fast Ethernet (100 Base-VG)" am Arbeitsplatz mitverkaufen. Waehrend die eine Fraktion hier auf Level-5-Kabel (oder schon wieder verbesserte High-Quality-Kabel) schwoert, forciert die andere Gruppe nach den US-Erfahrungen den "Klingeldraht" - also die absolut ungeschirmte, verdrillte UTP- Kabelbauform. Die Diskussion darueber beherrscht den Markt derzeit mit einer Leidenschaft und zum Teil auch Verbitterung, die der Bedeutung des Themas gar nicht entspricht. Ergebnis: Es kam eine Lawine von Symposien und Workshops zu dieser Problematik ins Rollen, die der Anwender in der Hoffnung auf Erleuchtung besucht, in der Regel dann aber um so frustrierter nach Hause geht.

Wie stellt sich die Situation eigentlich dar? Grundsaetzlich ist festzuhalten, dass im Bereich der internationalen Standardisierung und der dort taetigen Gremien in den letzten Jahren eine Vielzahl von Papieren mit Spezifikationen aller Art veroeffentlicht worden ist; abschliessend gueltige und erprobte Standards liegen in der Regel jedoch nicht vor. Dies bedeutet, dass letztlich auch die diversen Kabeltypen - sprich: die Bauformen der unterschiedlichen Hersteller - von Haus aus nicht werte- und ergebnisgleich einzusetzen sind. Fuer das Fast Ethernet gilt zudem, dass bis heute aussagekraeftige Erfahrungsberichte von grossflaechig durchgefuehrten Installationen mit einer Uebertragungsrate von 100 Mbit/s fehlen. Das heisst, kein Hersteller kann im Prinzip mit Referenzen aus dem Installationsumfeld aufwarten, und die jeweiligen Laborbedingungen und Ursprungszeugnisse helfen dem Anwender nicht weiter; er bleibt somit nach wie vor sich selbst ueberlassen.

Richtig ist ferner, dass bei der Option "FDDI zum Arbeitsplatz" (aus rein technischer Sicht) bedingt durch codiertechnische Verfahren keine 100 Mbit/s uebertragen werden - man denke hier beispielsweise an MLT-Modulationen mit rund 30 Mbit/s oder aehnlichem. In der Diskussion werden hier haeufig auch Mbit/s entsprechend FDDI beziehungsweise TPDDI und 100 Megahertz fuer die heute ueblichen Level-5-Kabel in der Obergrenze verwechselt. Nach einem jedem Ingenieur bekanntem Theorem, der sogenannten Fourier- Analyse, wird ein Rechtecksignal durch die Addition aller zum Grundsignal ungeraden Oberwellen (theoretisch unendlich) dargestellt.

In der Praxis geht man davon aus, dass zumindest die neunte bis elfte Oberwelle und damit auch das Neun- bis Elffache der Grundfrequenz uebertragen werden muessen. Bei den oben genannten 30 Mbit/s waeren dies 270 beziehungsweise 330 Megahertz - also der Frequenzbereich, in dem wir unser Fernsehsignal empfangen. Hierbei ist allerdings noch nicht beruecksichtigt, in welchem Frequenzbereich das jeweilige Leistungsmaximum (abhaengig vom Codierverfahren) liegt. Diese hohen Frequenzen sind - nach einhelliger Meinung aller Fachleute - auch nur dann stoerungsfrei zu uebertragen, wenn die Symmetrie der Kabel von der Quelle bis zur Senke aufrecht erhalten wird. Schirmung, und damit auch EMV- Vertraeglichkeit nach EN 55022, sind dabei noch gar nicht beruecksichtigt; somit auch nicht die Forderung, die Schirmung in Quelle und Senke sauber aufzulegen.

Die Gesamtsituation wird jedoch spaetestens dann widersinnig, wenn bei Hochleistungskabeln mit entsprechenden Anforderungen in puncto Uebertragungsverfahren Stecker verwendet werden, die fuer diesen Zweck gar nicht konzipiert wurden. Hier geht es in erster Linie um den RJ45, der in der Telefonverkabelung seine Heimat hat. Selbst im ISDN-Bereich mit bis zu rund 500 Kbit/s auf der Anschlussleitung ist noch lange nicht die Bitrate einer FDDI-Topologie erreicht; das heisst, es fehlen noch Potenzen. Anders formuliert: Mit geschirmten RJ45-Verbindungselementen werden gerade noch die Anforderungen von 10 bis 16 Mbit/s erfuellt; hier zu hoffen, ueber die gleichen Uebertragungsstrecken dann auch FDDI problemlos abwickeln zu koennen, ist schon mehr als mutig.

Wenn vom gesamten Verbindungsweg von der Quelle bis zur Senke die Rede ist, sind darin auch Verteiler und Patchkabel mit eingeschlossen. Wie in einem solchen Szenario die Symmetrie und damit die Durchgaengigkeit fuer FDDI aufrechterhalten werden soll, ist dem erfahrenen Installateur allerdings bis heute ein Raetsel. Darueber hinaus hat sich offensichtlich auch noch nicht herumgesprochen, dass die Verlegung eines angeblich fuer FDDI geeigneten Kupferkabels grenzkritische Anforderungen, etwa an Biegeradien, Zugentlastung oder aehnlichem stellt.

Diese Anforderungen sind zum Teil schaerfer definiert als die taegliche Praxis bei der Verlegung von Faserkabeln heute oft aussieht. Dabei bleibt dann in der Regel mehr als nur eine Frage offen. Wie verhalten sich die Kabelparameter, wenn der Installateur vor Verlegung des Kabels auf dieses tritt und damit die geometrischen Abmessungen veraendert?

Was passiert bei haeufigerem Patchen mit den Uebertragungseigenschaften des Verbinders? Was geschieht, wenn spaetere Einfluesse im Kabelkanal, auf Buehnen oder im Steigbereich sorgfaeltig nach Verlegevorschrift eingebrachte "FDDI-Kabel" mechanisch veraendern oder beispielsweise in die Naehe von anderen, abstrahlenden Kabeln verschieben? Die genannten Probleme und viele mehr belegen, dass ein nach der Erstverlegung eingemessenes Kabel nicht gewaehrleisten kann, dass - nach diversen zwischenzeitlich erfolgten Umbauten im Verlegeumfeld - die kritischen Kabelparameter unveraendert bleiben.

Gibt es einen Loesungsansatz? Ich meine ja. Zum einen sollte die einschlaegige Industrie so schnell wie moeglich ihre eigenen verkabelten Verwaltungs- und Werksbereiche als Referenzloesungen fuer Hochgeschwindigkeits-Uebertragungswege zur Ansicht zur Verfuegung stellen.

Die Anwender sollten wiederum den Mut haben, ihre Anforderungen zu katalogisieren und zu differenzieren - und vor allem auf dem Boden der Realitaet bleiben.

Das bedeutet nichts anderes, als dass im Bereich der bekannten und heute praktizierten Uebertragungstechniken und Protokolle (Ethernet, Token Ring etc.) in der Regel Level-3- bis -5-Kabel das Mass aller Dinge sind. Fuer erkennbar hoehere Anforderungen - ob heute schon erforderlich oder kurz- bis mittelfristig absehbar - ist es dann empfehlenswert, Faserkabel in die Planungen einzubeziehen. Dies gilt nicht nur fuer den Primaer- und Sekundaerbereich, sondern explizit auch fuer die Horizontalverkabelung, also den sogenannten Tertiaerbereich. Faserkabel sollten dabei gleich zu Beginn mitverlegt und bei Bedarf durch den Einbau optomelektrischer Wandler aktiviert werden.

Die Ausschreibungen und entsprechenden Angebote der letzten Jahre zeigen, dass im Bereich der Fasertechnologien (Kabel und aktive Komponenten) die Preise kraeftig sinken, waehrend sie bei Kupferkabeln - auch wenn diese heute in der Gesamtverlegung noch billiger sind - konstant stiegen. Der Break-even zwischen beiden Technologien steht also kurz bevor. Interessant wird die Kostenrechnung spaetestens dann, wenn halogenfreie Kupferkabel eingesetzt werden (Lichtwellenleiter sind in der Regel bereits mit halogenfreien Aussenmaenteln versehen).

Es kann also nicht der letzte Stand der Technik sein, kuenftig jede Datenstrecke, das heisst jede Dose, mit vierpaarigem geschirmtem Kupferkabel nach EN 55022 anzusteuern. Um Abnahmen gegenueber den installierenden Firmen durchfuehren zu koennen, muessen ferner alle Kabel bereits auch im Hinblick auf eine kuenftigen Sollbitrate ueberprueft werden. Bei einem spaeteren Einsatz von FDDI und einer dann festgestellten Nichtfunktionalitaet der Uebertragungswege des Tertiaerbereiches ist die Gewaehrleistung durch den Installateur meist schon abgelaufen.

Ein Faserkabel - mit OTDR eingemessen - stellt zudem die gesamte, bei heutigen und zukuenftig absehbaren Anfordemrungen erforderliche Bandbreite zur Verfuegung. Hier die Brandlasten wissentlich und willentlich zu erhoehen, kann eigentlich in einer zunehmend sensibler werdenden Umwelt nicht mehr toleriert werden; man vergleiche die Querschnitte eines zwei- oder vierfaserigen Lichtwellenleiters mit dem des achtadrigen Level-5-Kabels. Dabei stellt sich dann ganz schnell die Frage, ob nicht auch nur zwei DA ausreichend waeren und man damit deutlich verringerte Querschnitte haette.

Auf diese Weise in einer Art Forscherdrang die Physik immer weiter zu ueberlisten, ist legitim. Dem Anwender sollte jedoch auch zugestanden werden, dass er nicht voellig zum Experimentierfeld der Kabelindustrie herabgestuft wird - mehr Zurueckhaltung waere hier in der Tat geboten. Uebrigens: Die naechste Entwicklungsstufe mit STM1 (155 Mbit/s) hat ihren Fuss schon in der Tuer!