LF3FIAE / FISI

Übertragungsmedien

Kupfer · Glasfaser · WLAN · Koaxialkabel · Duplex · Stecker

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Medien – Aufbau & Querschnitte

Twisted Pair (Kupfer)
UTP · STP · S/FTP
KABEL
Außenmantel (PVC / LSOH) Schirmgeflecht (nur STP / S-FTP) 4 Adernpaare (je 2 Adern verdrillt) Verdrillung ↯ reduziert Übersprechen (Crosstalk) Kupferleiter (Kern jeder Ader) 8 Adern gesamt → RJ45 Stecker (8P8C) Vollduplex: Paar 2 (Pin 1+2) = TX Paar 3 (Pin 3+6) = RX Paar 1+4 = PoE / Gigabit
MAX. GESCHWINDIGKEIT10 Gbit/s (Cat6a)
MAX. LÄNGE100 m pro Segment
ADERN8 Adern · 4 Paare
DUPLEXVollduplex (Switch)
KATEGORIENCat5e · Cat6 · Cat6a · Cat7
POEStrom über Kabel möglich
  • Günstig, überall verfügbar
  • Einfache Installation
  • PoE (Switches, IP-Cams)
  • Max. 100 m
  • Störanfällig (EMV)
  • Nur elektrisch
Glasfaserkabel (LWL)
Lichtwellenleiter · Singlemode / Multimode
KABEL
Außenmantel Pufferschicht Cladding (niedrigerer Brechungsindex) → reflektiert Licht durch Totalreflexion zurück in den Kern Kern (Core) (höherer Brechungsindex) Licht breitet sich hier aus SM: Kern ∅ ~9 µm · MM: Kern ∅ 50 oder 62,5 µm Cladding (beide Typen) immer ∅ 125 µm Vollduplex: 2 Fasern (TX + RX jeweils eigene Faser)
MAX. GESCHWINDIGKEIT100+ Gbit/s
MAX. LÄNGEbis 80 km (Singlemode)
ADERN1 Kern / Faser · Duplex = 2 Fasern
DUPLEXVollduplex (TX + RX = eigene Faser)
TYPENSinglemode OS2 · Multimode OM3/4/5
STECKERLC · SC · ST
  • Sehr hohe Bandbreite
  • Keine EMV-Störung
  • Große Distanzen
  • Galvanische Trennung
  • Teurer
  • Spezialwerkzeug nötig
  • Empfindlich bei Knick
WLAN (Funk)
IEEE 802.11 · 2,4 / 5 / 6 GHz
FUNK
AP PC PC 2,4 GHz längere Reichweite, mehr Störungen 5 GHz höhere Bandbreite, kürzere Reichweite 6 GHz (Wi-Fi 6E / Wi-Fi 7) maximale Bandbreite, wenig Reichweite Kein festes Medium → Shared Medium Halbduplex (CSMA/CA) Sicherheit: WPA2-PSK / WPA3 / RADIUS
MAX. GESCHWINDIGKEITbis 9,6 Gbit/s (Wi-Fi 6)
REICHWEITE~30 m innen / ~100 m außen
DUPLEXHalbduplex (CSMA/CA)
SICHERHEITWPA2 / WPA3 · PSK / RADIUS
  • Kein Kabel nötig
  • Flexibel und mobil
  • Einfache Erweiterung
  • Störanfällig (Mikrowelle etc.)
  • Shared Medium – geteilt
  • Sicherheitsrisiko ohne WPA
Koaxialkabel
historisch LAN · heute: TV / SAT / Antenne
HISTORISCH
Außenmantel (PVC) Außenleiter (Schirmgeflecht) → Masse & Abschirmung Dielektrikum (Isolierung) Trennt Innen- und Außenleiter Innenleiter (1 Kupferader) Signal läuft hier Bus-Topologie → alle hängen am selben Kabel T-Stück + Terminator an jedem Ende nötig Kabelbruch = komplettes Netz ausgefallen Halbduplex · CSMA/CD · heute: TV/SAT
GESCHWINDIGKEIT (LAN)10 Mbit/s (veraltet)
MAX. LÄNGE185 m (10BASE2) / 500 m (10BASE5)
ADERN1 Innenleiter + Schirmgeflecht
DUPLEXHalbduplex (Bus · CSMA/CD)
  • Guter EMV-Schirm
  • Heute noch: TV / SAT
  • Im LAN komplett veraltet
  • Kabelbruch = Netzausfall
  • Nur Halbduplex
02

Halbduplex · Vollduplex · Crossover-Kabel

Halbduplex

A B wartet …
Senden und Empfangen abwechselnd – nicht gleichzeitig. Medium wird geteilt.
→ WLAN (802.11 · CSMA/CA) · Hub · altes Koax (CSMA/CD)

Vollduplex

A B TX → ← RX (gleichzeitig)
Senden und Empfangen gleichzeitig auf getrennten Kanälen (Adernpaare / Fasern).
→ Switch-Port · Glasfaser (2 Fasern) · modernes Twisted Pair

Crossover-Kabel

PC PC TX (Pin 1+2) ↔ RX (Pin 3+6) getauscht
TX- und RX-Paare am Stecker vertauscht – verbindet gleiche Geräte direkt.
→ PC↔PC · Switch↔Switch · heute: Auto-MDI/MDI-X macht es automatisch
T568B – Adernbelegung (Standard DE)
Pin 1+2 = Paar 2 orange = TX  ·  Pin 3+6 = Paar 3 grün = RX  ·  Pin 4+5 = Paar 1 blau  ·  Pin 7+8 = Paar 4 braun    Patchkabel (1:1) → PC an Switch  ·  Crossover (TX↔RX) → PC direkt an PC
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Glasfaser-Typen: Singlemode · Stufenindex · Gradientenindex

Singlemode (OS1 / OS2)

∅ 9 µm 1 Lichtmode gerader Weg kein Laufzeit- unterschied → max. Bandbreite
KERNDURCHMESSER~9 µm
REICHWEITEbis 80 km
BANDBREITEsehr hoch (100+ Gbit/s)
LICHTQUELLELaser (kohärent)
MANTELFARBEgelb
EINSATZWAN · Rechenzentrum · Gebäudeverbindung

Multimode – Stufenindex (Step-Index)

∅ 62,5 µm n₁ (Kern, hoch) ──────── n₂ (Cladding, niedrig) ── Viele Moden Zickzack-Wege unterschiedlich lang → Dispersion → begrenzte BW
KERNDURCHMESSER62,5 µm (oder 50 µm)
REICHWEITEbis ~500 m
BANDBREITEbegrenzt (Modendispersion)
LICHTQUELLELED
BRECHUNGSINDEXabrupter Sprung n₁ → n₂
PROBLEMLaufzeitunterschiede der Moden → Signal verschmiert

Multimode – Gradientenindex (Graded-Index)

∅ 50 µm n max (Kern-Mitte) n min (Rand) Sanfte Kurven Licht wird durch Gradient gebogen Wege kommen gleichzeitiger an
KERNDURCHMESSER50 µm (OM3 / OM4 / OM5)
REICHWEITEbis ~2 km
BANDBREITEdeutlich höher als Stufenindex
LICHTQUELLEVCSEL-Laser
BRECHUNGSINDEXkontinuierlicher Gradient zur Mitte hin
EINSATZGebäude-LAN · RZ-Backbone · 10GbE

Glasfaser – Vergleich

Eigenschaft Singlemode MM Stufenindex MM Gradientenindex
Kerndurchm. ~9 µm 62,5 µm 50 µm
Reichweite bis 80 km ~500 m bis 2 km
Bandbreite sehr hoch begrenzt hoch
Brechungsindex abrupter Sprung (klein) abrupter Sprung (groß) kontinuierlicher Gradient
Lichtquelle Laser LED VCSEL
Mantelfarbe gelb orange aqua (OM3/OM4)
Kosten hoch günstig mittel
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Direkter Vergleich aller Medien

Kriterium Twisted Pair Glasfaser WLAN Koaxialkabel
ÜbertragungElektrischOptisch (Licht)ElektromagnetischElektrisch
Adern / Medium8 Adern · 4 Paare1 Kern / Faserkabellos1 Innenleiter
DuplexVollduplex (Switch)Vollduplex (2 Fasern)Halbduplex (CSMA/CA)Halbduplex (Bus)
Max. Bandbreite10 Gbit/s (Cat6a)100+ Gbit/s9,6 Gbit/s (Wi-Fi 6)10 Mbit/s (LAN)
Max. Reichweite100 mbis 80 km (SM)~30–100 m185 / 500 m
EMV-Störunggering (STP) / möglich (UTP)keinehoch (Shared Medium)gering (Schirm)
Kostengünstigteurermittel (AP-Hardware)mittel
Typischer EinsatzBüro-LAN, ArbeitsplatzBackbone, WAN, RZMobil, BYODTV, SAT, Antenne
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Wichtige Stecker & Anschlüsse

8 Pins
RJ45
Twisted Pair · 8P8C
LAN-Standard
Duplex
LC-Duplex
Glasfaser · klein
RZ, SFP-Module
Push-Pull
SC
Glasfaser · größer
ältere Anlagen, Telco
Hot-Plug
SFP / SFP+
Glasfaser-Modul
Switch-Uplink · 1–10 Gbit/s
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Abkürzungsverzeichnis

KABEL & PHYSIK
APAccess Point
BWBandwidth (Bandbreite)
CatCategory (Kabelkategorie)
EMVElektromagnetische Verträglichkeit
LANLocal Area Network
LSOHLow Smoke Zero Halogen (Kabelmantel)
LWLLichtwellenleiter
OMOptical Multimode (Glasfaserklasse)
OSOptical Singlemode (Glasfaserklasse)
PoEPower over Ethernet
PVCPolyvinylchlorid (Kabelmantel)
STECKER & SCHNITTSTELLEN
8P8C8 Position 8 Contact (technische RJ45-Bezeichnung)
LCLucent Connector (kleiner Glasfaserstecker)
MDIMedium Dependent Interface
MDI-XMDI Crossover (automatisch TX/RX tauschen)
RJ45Registered Jack 45 (Standard LAN-Stecker)
RXReceive (Empfangen)
SCSubscriber Connector (größerer Glasfaserstecker)
SFPSmall Form-factor Pluggable (Glasfaser-Modul)
SFP+SFP für 10 Gbit/s
STStraight Tip (älterer Glasfaserstecker)
TXTransmit (Senden)
PROTOKOLLE & STANDARDS
BYODBring Your Own Device
CSMA/CACarrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance (WLAN)
CSMA/CDCarrier Sense Multiple Access / Collision Detection (Ethernet)
GbEGigabit Ethernet
IEEEInstitute of Electrical and Electronics Engineers
PSKPre-Shared Key (WLAN-Passwort-Methode)
RADIUSRemote Authentication Dial-In User Service
S/FTPScreened / Foiled Twisted Pair
STPShielded Twisted Pair
UTPUnshielded Twisted Pair
VCSELVertical-Cavity Surface-Emitting Laser