Datenverkabelung im Bestand: Was macht man mit dem alten Kupferzeug?

Betrachtung der Datenrate

Bis zum Jahr 1999 betrug die in IEEE 802.3 spezifizierte maximale Datenrate 100 Mbit/s, was eine Verkabelung mindestens der „alten“ Klasse D voraussetzte. Was bedeutet „alt“ in diesem Zusammenhang? Dies bedeutete eine Einmessung der Verkabelung auf Basis von 4 Adern pro Kabel nach den damals gültigen Grenzwerten bis zu einer maximalen Frequenz von 100 MHz. Eine Datenverkabelung, die nur 4-adrig ist, lässt keine höhere Datenrate als 100 Mbit/s zu. Da man Ende der 1990er-Jahre in vielen Konzepten davon ausging, dass der wesentliche Anteil der IT-Endgeräte mit dieser Datenrate auskommen würde und nur einzelne Geräte 1 Gbit/s benötigen würden, war die Lösung „Cable-Sharing“ sehr beliebt: Man verlegte 8-adrige Kabel und splittete diese mit speziellen Techniken in der Dose und im Rangierfeld auf 2×4-Adern in RJ45-Technik auf. Solche speziellen Techniken waren z. B. das bekannte ACO-System (mit RJ45) sowie hochwertige Steckersysteme wie der EC7, bei dem an eine Buchse auch 2 Anschlussschnüre mit je 4 Adern angeschlossen werden konnten. Auf die besondere Migrationsproblematik bei Cable-Sharing-Systemen wird später noch eingegangen.

Bis zum Jahr 2006 betrug die in der IEEE 802.3 spezifizierte maximale Datenrate 1 Gbit/s. Sie setzte mindestens eine Verkabelung der Klasse D in 8-adriger Anschlusstechnik voraus. Somit kann jede vor 2006 installierte IT-Verkabelung nicht mehr als 1 Gbit/s (1000Base-T) unterstützen, es sei denn, es wurden bereits höherwertige Kabel- und Steckerkomponenten eingesetzt. Genau hier lässt sich je nach Planung und Realisierung ein wichtiger Vorteil nutzen: Wurden bessere Komponenten als Kategorie-5-Komponenten eingesetzt, so bieten diese zunächst eine höhere Bandbreite und damit eine theoretisch höhere Übertragungsrate, auch wenn es lange Jahre keine IEEE-spezifizierten Übertragungstechniken für diese „bessere“ Verkabelung gab.

Verkabelung der Klasse E mit einer nutzbaren Frequenz von bis zu 250 MHz: Bis 2017 ließ sich Verkabelung ebenfalls nur bis 1 Gbit/s nutzen (also nicht besser als Klasse D). Die insbesondere zu Beginn der 2000er-Jahre erwartete Mehrnutzbarkeit ist bis 2017 nicht eingetreten.

Verkabelung der Klasse E_A mit einer nutzbaren Frequenz von bis zu 500 MHz: Eine Verkabelung, die nach 2006 installiert wurde und diese Anforderungen erfüllt, kann mit einer Datenrate von bis zu 10 Gbit/s genutzt werden (10GBase-T). Wichtig ist das Verständnis dafür, dass die Lücke zwischen 1 Gbit/s und 10 Gbit/s erst 2017mit dem Standard 2,5/5GBase-T geschlossen wurde. Beide Datenraten sind mit einer Klasse-D-Datenverkabelung möglich.

Verkabelung der Klasse F oder F_A mit einer nutzbaren Frequenz von bis zu 600 MHz oder 1.000 MHz: Diese liefert keinen nutzbaren Vorteil, auch wenn aktuell verschiedene Vermarktungsstrategien einen anderen Eindruck vermitteln. Fakt ist, dass es keine in IEEE 802.3 spezifizierte Übertragungstechnik gibt, die eine dieser beiden Übertragungsqualitäten zwingend voraussetzt.

Betrachtung von Power over Ethernet

Auch bei PoE lohnt sich eine historische Betrachtung. Im Jahr 2003 wurde PoE erstmals mit IEEE 802.3af spezifiziert. Um PoE nutzen zu können, reicht eine Datenverkabelung der Kategorie 3(!) mit 4 Adern aus (es gibt auch eine 8-adrige Variante, die jedoch keinen grundsätzlichen Vorteil bietet). Damit kann davon ausgegangen werden, dass jede IT-Verkabelung – auch unter Verwendung von Cable-Sharing – in der Lage ist, PoE mit einer maximalen Leistung von 12,95 Watt am Endgerät bereitzustellen.

Die Weiterentwicklung in IEEE 802.3at (2009) führte zu der Anforderung nach besserer Kabelqualität. Für eine Leistung von 25,5 Watt am Endgerät ist eine Verkabelung der Kategorie 5 erforderlich. Somit sollte im Prinzip jede Datenverkabelung in Deutschland diese PoE-Funktionalität unterstützen.

Die letzte Erweiterung in der IEEE 802.3bt (2018) mit einer nutzbaren Leistung von bis zu 71.3 Watt am Endgerät führte zu keinen neuen Anforderungen, die bei den bisher in Deutschland installierten „Standard-Datenverkabelungen“ zu einem Problem werden würden, vorausgesetzt, diese ist 8-adrig ausgeführt. Denn ab einer Leistung von 51 Watt am Endgerät wird diese Aderanzahl benötigt, mit 4 Adern ist bei 25,5 Watt am Endgerät Schluss. Dass eine Datenverkabelung mit dickeren Kupferadern (z.B. AWG22) bei großen Kabelbündeln und längeren Strecken einen nutzbaren Vorteil bringt, ist unbestritten. Die Normen verlangen jedoch weiterhin keine besseren Kabel als Kategorie 5 (z.B. AWG26).

Analyse des Bestands

Wie aber hilft dieses Wissen bei der Beurteilung einer Bestandsverkabelung?

Betrachtet man zunächst PoE. Alle 8-adrigen Datenanschlüsse ermöglichen grundsätzlich die volle PoE-Leistung, insbesondere wenn die Maximallänge von 90 m eingehalten wird. Allerdings weisen Kritiker darauf hin, dass es einen übertragungstechnischen Parameter gibt, der diese Zuversicht möglicherweise einschränken kann. Eine noch relativ unbekannte Messgröße (und damit in den Messgeräten nicht automatisch konfiguriert) ist der maximal zulässige Unterschied des ohmschen Parallelwiderstands zwischen 2 Adernpaaren. Diese Größe wurde früher nicht gemessen und könnte je nach Qualität der Kabel bei höheren Leistungen nach IEEE802.3bt zu Problemen führen. Umfangreiche Praxiserfahrungen, die dieses Problem eindeutig bestätigen, liegen bisland jedoch nicht vor.

Wurde eine Datenverkabelung zwischen 1995 und ca. 2006 installiert, so ist mit hoher Wahrscheinlichkeit von der Verwendung von Kategorie-6-Kabeln und einer RJ45-Anschlusstechnik ebenfalls in Kategorie-6-Qualität auszugehen. Wie bereits dargestellt, muss diese Verkabelung theoretisch bis 5 Gbit/s nutzbar sein – umfangreiche Erfahrungen hierzu gibt es nicht. Ab 2006 erfolgte der Übergang zur Klasse E_A nicht aufgrund konkreter technischer Anforderungen, sondern vielmehr deshalb, weil der Mehrpreis gegenüber der Klasse E so gering war, dass das mögliche Einsparpotenzial nicht genutzt wurde. Damit ist davon auszugehen, dass jede korrekt geplante und installierte Verkabelung nach 2006 Datenraten von bis 10 Gbit/s über eine Länge von 90 ermöglicht. Aktuell ist nicht erkennbar, dass im Tertiärbereich in den nächsten 10 bis 15 Jahren ein hoher Anteil von Endgeräten mit höheren Anforderungen zu erwarten ist, sodass kein Bedarf für einen Austausch der Klasse E_A-Verkabelung besteht. Somit wird eine Verkabelung aus 2006 oder wenig später einen Nutzbarkeitszeitraum von weit über 20 Jahren erreichen.

Der Verzicht auf Nachverkabelung gilt nur, wenn eine ausreichende Anzahl an Datenanschlüssen vorhanden ist. In diesem Zusammenhang lohnt es sich, das Thema Cable-Sharing erneut zu betrachten: Über ein Kabel (8 Adern) lassen sich zwei Übertragungskanäle mit je maximal 100 Mbit/s realisieren. Erfahrungen zeigen jedoch, dass diese Datenrate für viele Endgeäte nicht ausreicht. Wird das Kabel stattdessen vollständig mit allen 8 Adern für einen Anschluss genutzt, fehlt an dieser Stelle bzw. in der betreffenden Dose ein weiterer Anschluss. In diesem Fall ist es unproblematisch, ein 8-adriges Datenkabel nachzuziehen.

Bei einem EC7, Tera oder anderen „Mehrkammer-Stecker“ stellt sich ein kleines Problem: Wie kennzeichnet man den zusätzlich geschaffenen Port? Der EC7 wird gegen einen RJ45 getauscht, wobei die bestehende Portbezeichnung- bzw. nummerierung beibehalten wird, um die gesamte Dokumentation  nicht anpassen zu müssen (inklusive Rangierlisten u.ä. Unterlagen). Den neuen Anschluss versucht man dabei möglichst in derselben Dose neben den ersetzten RJ45 unterzubringen.

Je nach Planung ist davon auszugehen, dass der neue Port nicht demselben Rangierfeld zugewiesen wird wie der alte Port. Damit entsteht eine ungewöhnliche Situation: Die beiden Ports in einer Doppeldose tragen unterschiedliche Beschriftungen bzw. Kennzeichnungen, sofern das Rangierfeld Teil des Kennzeichnungsschlüssels ist. Noch deutlicher wird dies, wenn die Rangierfelder der beiden Ports sogar in unterschiedlichen Schränken liegen. Je nach Art der Dose ist es zudem nicht ohne Weiteres möglich, die Beschriftungsschilder gut lesbar auf der Dose zu platzieren.

Beispiel: Verwendet wird eine zielbezogene Kennzeichnung, bei der an der Beschriftung der Dose erkannt werden kann, auf welchem Rangierfeldport das andere Ende des Kabels angeschlossen ist (VS=Verteilerschrank, RF=Rangierfeld, TP=Twisted-Pair-Port).

Der linke RJ45 hätte dann die Kennzeichnung VS03-RF05-TP1 und der rechte die Kennzeichnung VS03-RF07-TP3.

Fazit

Nicht jede „alte“ Bestandsdatenverkabelung muss erneuert werden. Es ist erstaunlich, wie lange gut geplante IT-Verkabelungen genutzt werden können. Die Entscheidung zur Erneuerung oder auch zur Ergänzung des beibehaltenen Bestands hängt von wenigen, aber wichtigen Rahmenbedingungen ab. Diese müssen bekannt sein.