Ethernet-Kabelkategorien und -auswahl

Was ist ein Ethernet-Kabel?

Ethernet-Kabel (auch Netzwerkkabel genannt) sind physische Kabel, die zum Verbinden verschiedener Geräte (z. B. Computer, Router, Drucker usw.) für die Datenübertragung und Netzwerkkommunikation über ein lokales Netzwerk (LAN) verwendet werden. Es ist eine der häufigsten Verbindungen in modernen Netzwerken.

Ethernet-Kabelkategorien

Ethernet-Kabel werden in verschiedene Kategorien (Category oder Cat) eingeteilt, darunter Cat 1, Cat 2, Cat 3, Cat 4, Cat 5, Cat 5e, Cat 6, Cat 6a, Cat 7, Cat 7a und Cat 8 (einschließlich Cat 8.1 und Cat 8.2). Jede Kategorie unterstützt unterschiedliche Übertragungsraten und Bandbreiten, um unterschiedlichen Anwendungsanforderungen gerecht zu werden.

– Kategorie 1: Cat-1-Kabel wurden 1983 eingeführt und kamen erstmals in Telefonsystemen zum Einsatz. Sie bestanden aus zwei Kupferlitzen und hatten eine Übertragungsrate von 1 Mbit/s. Cat-1-Kabel, bestehend aus zwei Kupferlitzen, einer Übertragungsrate von 1 Mbit/s und einer Betriebsfrequenz von 1 MHz, wurden aufgrund ihrer stark veralteten Leistungsfähigkeit vollständig ausgemustert und sind für die moderne Netzwerkkommunikation nicht mehr geeignet.

– Kategorie 2: Cat-2-Kabel wurden 1985 eingeführt, hauptsächlich für den Einsatz in frühen Token-Ring-Netzwerken. Sie bestehen aus zwei Paaren Kupferlitzen und unterstützen 4 Mbit/s. Sie unterstützen Übertragungsraten von 4 Mbit/s und arbeiten mit einer Frequenz von 4 MHz. Obwohl sie damals einen Fortschritt darstellten, wird Cat 2 aufgrund der Entwicklung neuer, leistungsstärkerer Standards nicht mehr verwendet.

– Kategorie 3: Cat-3-Kabel wurden 1991 eingeführt und werden häufig in 10-Mbit/s-Ethernet (10BASE-T) und Telefonsystemen eingesetzt. Sie bestehen aus drei Paaren verseilter Kupferdrähte und unterstützen Übertragungsraten von bis zu 10 Mbit/s bei einer Betriebsfrequenz von 16 MHz. Obwohl sie einst weit verbreitet waren, wurden sie durch Cat-5- und Cat-6-Kabel ersetzt und sind nahezu veraltet.

– Kategorie 4: Die 1993 eingeführten Cat-4-Kabel nutzten erstmals RJ45-Stecker und wurden hauptsächlich in IBM Token Ring-Netzwerken eingesetzt. Sie bestehen aus vier Paaren Litzen-Kupferdrähten und unterstützen eine Übertragungsrate von 16 Mbit/s und eine Betriebsfrequenz von 20 MHz. Mit zunehmenden Netzwerkgeschwindigkeiten und Bandbreitenanforderungen wurde Cat 4 nach und nach durch Cat 5 und modernere Kabel ersetzt.

– Kategorie 5: Cat-5-Kabel wurden 1995 eingeführt und unterstützen 10BASE-T und 100BASE-T (Fast Ethernet). Sie bestehen aus vier Paaren verseilter Kupferdrähte, bieten eine maximale Übertragungsrate von 100 Mbit/s, unterstützen eine Betriebsfrequenz von 100 MHz und haben eine maximale Übertragungsdistanz von 100 Metern. Obwohl Cat-5-Kabel damals die vorherrschende Wahl waren, wurden sie mit der zunehmenden Verbreitung von Cat 5e und Cat 6 aussortiert.

– Kategorie 5e: Das 2001 eingeführte Cat-5e-Kabel ist eine verbesserte Version von Cat 5. Es verfügt über eine zentrale Kunststoffbarriere zur Reduzierung von Signalstörungen (Übersprechen) und ist für Gigabit-Ethernet (1 Gbit/s) ausgelegt. Cat 5e unterstützt eine Betriebsfrequenz von 100 MHz und bietet dennoch eine Übertragungsdistanz von 100 Metern. Trotz der Verfügbarkeit höherwertiger Kabel bleibt Cat 5e aufgrund seiner Stabilität und Erschwinglichkeit die am häufigsten verwendete Wahl, insbesondere in Privathaushalten und kleinen Unternehmen.

– Kategorie 6: Die 2002 eingeführten Cat-6-Kabel zeichnen sich durch eine höhere Litzendichte und strengere Fertigungsstandards zur Minimierung von Signalstörungen aus. Sie unterstützen Betriebsfrequenzen bis zu 250 MHz und Übertragungsraten von 1 Gbit/s, mit Höchstgeschwindigkeiten von 10 Gbit/s über 37 Meter. Mit steigenden Netzwerkanforderungen werden Cat-6-Kabel für Unternehmens- und Heimnetzwerke immer beliebter.
Netzwerke.

– Kategorie 6a: Die 2008 eingeführten Cat 6A-Kabel bieten verbesserte Abschirmungsmöglichkeiten mit zusätzlicher Abschirmung (z. B. Aluminiumfolienabschirmung) zur Reduzierung von Störungen, unterstützen Übertragungsraten von 10 Gbit/s, arbeiten mit 500 MHz und haben eine maximale Entfernung von 100 m. Cat 6A-Kabel eignen sich für Umgebungen, in denen Stabilität und hohe Geschwindigkeiten entscheidend sind, insbesondere in großen Unternehmen und Rechenzentren.

– Kategorie 7: Die 2010 eingeführten Cat-7-Kabel verfügen über separate Abschirmungen und eine integrierte Abschirmung und unterstützen Betriebsfrequenzen bis 600 MHz, Übertragungsraten bis 10 Gbit/s und eine stabile Übertragung bis zu 100 Metern. Sie verwenden GG45-Stecker und erfüllen die ISO/IEC-Zertifizierungsstandards für den Einsatz in hochdichten Netzwerken und Rechenzentrumsumgebungen.

– Kategorie 7a: Das 2013 eingeführte Cat 7A-Kabel ist mit einer S/FTP-Struktur ausgestattet. Jedes Kupferpaar ist einzeln und mit einem Geflechtschirm versehen, was eine extrem hohe Störfestigkeit gewährleistet. Es unterstützt Betriebsfrequenzen von bis zu 1000–1200 MHz und Übertragungsraten von 40 Gbit/s innerhalb von 50 Metern und 100 Gbit/s innerhalb von 15 Metern. Damit eignet es sich für bandbreitenintensive Anwendungen wie Rechenzentren und die Übertragung hochauflösender Videos.

– Kategorie 8: Cat-8-Kabel sind der neueste Ethernet-Standard und wurden für Rechenzentren und Hochgeschwindigkeitsnetzwerke entwickelt. Sie unterstützen Übertragungsraten bis zu 40 Gbit/s, Bandbreiten bis zu 2000 MHz (2 GHz) und maximale Entfernungen bis zu 30 m. Cat-8-Kabel bieten hervorragende Störfestigkeit für Umgebungen, die extrem hohe Datenübertragungsgeschwindigkeiten erfordern.
Cat 8 ist in zwei Versionen erhältlich:
Cat 8.1: Unterstützt Übertragungsraten bis zu 25 Gbit/s und ist mit RJ45-Anschlüssen kompatibel.

Cat 8.2: Unterstützt 40 Gbit/s und verwendet fortschrittliche Anschlüsse wie ARJ45, GG45 oder TERA, um eine verbesserte Abschirmung für Anforderungen an die Datenübertragung mit hoher Dichte zu bieten.

Vergleichstabelle der Ethernet-Kabelkategoriespezifikationen

Wie beurteilt man die Qualität eines Kabels?

Die Wahl hochwertiger Kabel ist entscheidend für die Netzwerkleistung. Hier sind einige Kriterien, die Sie überprüfen sollten:

1. Zertifizierungsstandards

Stellen Sie sicher, dass das Kabel den folgenden Zertifizierungen entspricht:
– TIA/EIA-Standards: Überprüfen Sie, ob das Kabel den Standards des Institute of Electrical and Electronics Engineers (TIA) und der Electronic Industries Alliance (EIA) entspricht, wie z. B. TIA-568 und TIA-568-C für Kabel wie Cat 5e, Cat 6, Cat 6a.
– UL-Zertifizierung: stellt sicher, dass das Kabel den Sicherheitsstandards entspricht und eine gute Feuerbeständigkeit aufweist.
– RoHS-Zertifizierung: beweist, dass die Kabel keine gefährlichen Stoffe enthalten, den Umweltanforderungen entsprechen und nicht gesundheitsschädlich sind.
– ISO/IEC-, ETL-Zertifizierung: Diese internationalen Zertifizierungen garantieren, dass die Kabel den Industrie- und internationalen Standards entsprechen.

2. Materialien der Kabel

Kupferdrahtkabel: Kupferleiterkabel haben eine hohe Übertragungskapazität und ermöglichen höhere Bandbreiten und größere Entfernungen. Hochwertige Kabel bestehen in der Regel aus reinem Kupfer oder verkupferten Materialien.
Aluminiumkabel: Kostengünstiger, aber mit schlechter Leitfähigkeit, Signalqualität und Übertragungsrate, die nicht an die von Kupferkabeln heranreicht. Für Hochgeschwindigkeits- und Langstreckenübertragungen werden reine Kupfer- oder kupferummantelte Aluminiumkabel empfohlen.

3. Äußere Schutzbeschichtung

Die äußere Schutzschicht des Kabels beeinflusst dessen Zugfestigkeit, Reibungsfestigkeit und Witterungsbeständigkeit. Gängige Materialien sind:
Außenschicht aus PVC (Polyvinylchlorid): abrieb- und korrosionsbeständig, geeignet für den Einsatz im Heim- und Bürobereich.
LSZH-Außenschicht (Low Smoke Zero Halogen): setzt im Brandfall weniger schädliche Gase frei und eignet sich für öffentliche Orte und Rechenzentren mit hohen Sicherheitsanforderungen.
UV-beständige Schutzschicht: Wenn Kabel im Freien verwendet werden müssen, ist es wichtig, eine UV-beständige Außenschicht auszuwählen, um UV-Schäden am Kabel zu vermeiden.

So wählen Sie das richtige Ethernet-Kabel aus

1. Anforderungen an die Netzwerkgeschwindigkeit

Privatanwender: Wenn die Hauptnutzung Internetzugang, Streaming-Medien oder leichtes Gaming ist, sind Cat 5e-Kabel ausreichend.
Hoher Bandbreitenbedarf: Wenn Sie 4K-Videostreaming oder Multiplayer-Online-Gaming unterstützen müssen, wählen Sie Cat 6- oder Cat 6a-Kabel, die höhere Übertragungsraten bieten.
Zukünftige Anforderungen: Wenn Ihr Gerät Übertragungsraten über 10 Gbit/s unterstützt, wählen Sie Cat 7- oder Cat 8-Kabel, die für Rechenzentren und Orte geeignet sind, an denen eine hohe Nachfrage nach Hochgeschwindigkeitsübertragung besteht.

2. Übertragungsdistanz

Für Heim- und Büronetzwerke sorgen Cat 5e- oder Cat 6-Kabel für eine stabile Übertragung über 100 Meter.
Für Umgebungen mit hoher Bandbreite (z. B. 10 Gbit/s) werden Cat 6a- oder Cat 7-Kabel empfohlen, da diese beiden Kabeltypen über größere Entfernungen eine gute Übertragungsleistung gewährleisten.

3. Abschirmungsanforderungen

In Umgebungen mit hohen elektromagnetischen Störungen ist die Abschirmung entscheidend. Wählen Sie je nach Störpegel die passende Abschirmung:
UTP (Unshielded Twisted Pair): Geeignet für Umgebungen mit weniger Störungen wie Wohnungen und Büros, mit geringen Kosten und ausreichender Leistung für den täglichen Gebrauch.
STP (Shielded Twisted Pair): Geeignet für Umgebungen mit mäßigen elektromagnetischen Störungen, mit einer zusätzlichen Abschirmschicht, die externe Störungen effektiv reduziert.
FTP (Aluminum Foil Shielded Twisted Pair): Geeignet für Umgebungen mit hohem Rauschen, bietet eine stärkere Abschirmung durch Aluminiumfolie und kann externen Störungen wirksam widerstehen.
S/FTP (Shielded Pair Twisted Pair): Geeignet für Umgebungen mit sehr starken elektromagnetischen Störungen, bietet doppelten Abschirmungsschutz (Abschirmung für jedes Paar und das gesamte Kabel), die stärkste Option gegen Störungen.

Kabeltypen und Abschirmstrukturdiagramm

Geschirmt (STP) vs. Ungeschirmt (UTP)

STP (Shielded Twisted Pair) verfügt im Vergleich zu UTP (Unshielded Twisted Pair) über eine zusätzliche Abschirmschicht, die elektromagnetische Störungen (EMI) und Signalübersprechen wirksam reduziert und sich für Umgebungen mit hohen Störungen oder großer Verkabelungsreichweite eignet. UTP hingegen verfügt über keine Abschirmung, ist kostengünstiger und eignet sich für weniger Störungen bei Verbindungen über kurze Distanzen, beispielsweise zwischen dem Computer und der Wandverkabelung.

Geschirmte (STP) vs. ungeschirmte (UTP) Twisted Pair-Kabel

4. Gerätekompatibilität und zukünftige Anforderungen

Wählen Sie Kabel, die mit Ihren Geräten kompatibel sind. Wenn Sie beispielsweise Geräte haben, die 10 Gbit/s unterstützen (wie High-End-Router oder Server), wählen Sie Cat 6a- oder Cat 7-Kabel, um sicherzustellen, dass Ihr Netzwerk optimale Leistung erzielen kann.

5. Budgetfaktoren

Obwohl Cat 5e-Kabel günstiger sind, können Sie, sofern Ihr Budget es zulässt, mit Cat 6a- oder Cat 7-Kabeln Ihrem Netzwerk eine längere Stabilität und zukünftige Skalierbarkeit verleihen.

Tipps zur Kabelinstallation und -wartung

1. Installationsempfehlungen

Vermeiden Sie übermäßiges Biegen oder Dehnen des Kabels.
Stellen Sie sicher, dass die Kabel von Hochspannungskabeln oder elektrischen Geräten ferngehalten werden, um elektromagnetische Störungen (EMI) zu vermeiden.
Verwenden Sie Kabelhalter oder -klammern, um eine Kompression oder Beschädigung des Kabels zu vermeiden.
Verwenden Sie in besonderen Umgebungen (z. B. im Freien, in feuchten Umgebungen) wasserdichte und UV-beständige Kabel.

2. Wartung und Inspektion

Überprüfen Sie regelmäßig die Konnektivität des Kabels und verwenden Sie einen Tester, um die Signalqualität zu prüfen.
Stellen Sie sicher, dass beide Enden des Kabels fest angeschlossen sind, um lose Verbindungen zu vermeiden, die zu Signalverlust führen könnten.
Wenn die Netzwerkgeschwindigkeit langsam oder instabil wird, prüfen Sie, ob das Kabel beschädigt oder gealtert ist.

3. Reinigung und Wartung

Reinigen Sie den Kabelanschluss regelmäßig, um zu vermeiden, dass Staub die Signalübertragung beeinträchtigt.
Prüfen Sie, ob die äußere Schutzschicht des Kabels Risse oder Abnutzungserscheinungen aufweist. Wenn ja, ersetzen Sie sie umgehend.

Gängiges Kabelzubehör

– Ethernet-Kabelverlängerung: erweitert die Kabelübertragungsdistanz.
– Ethernet-Kabelsplitter: Teilt ein Kabel in mehrere Ausgangsports auf, geeignet für Umgebungen mit geringem Bandbreitenbedarf.
– Ethernet-Kabeladapter: Lösen Sie Kompatibilitätsprobleme zwischen verschiedenen Schnittstellen, z. B. RJ45-zu-USB-Schnittstelle.