Ratgeber
Patchpanel ermöglichen eine strukturierte Netzwerkverkabelung innerhalb von Gebäuden. Sie dienen als Verbindungselemente zwischen starren Verlegeleitungen, die in der Wand verlaufen, und flexiblen Patchkabeln, die mittel- oder unmittelbar zu den Endgeräten führen. Wie Patchpanel aufgebaut sind und worauf bei der Auswahl zu achten ist, erfahren Sie in unserem Ratgeber.
Ein Patchpanel, auch Rangierfeld oder Patchfeld genannt, ist im Grunde genommen eine Sammelstelle für die geordnete Installation von Netzwerkkabeln. Es ermöglicht die Zusammenführung mehrerer Kabel an einem zentralen Ort und stellt eine durchgehende Verbindung her. Im Gegensatz zu einem Switch oder Router, die aktive Netzwerkkomponenten darstellen, sind Patchpanel normalerweise ohne aktive Elektronik ausgeführt und somit als passive Komponenten zu betrachten. Allerdings gibt es mittlerweile auch intelligente Patchpanel auf dem Markt, die beispielsweise in der Lage sind, Hardware-Störungen zu detektieren und zu melden.
Generell kommen Patchpanel zum Einsatz, um komplexe Kabelstrukturen in Gebäuden zu erstellen. Sie dienen in erster Linie dazu, starre Netzwerkkabel, die fest in Wänden verlegt sind, mit flexiblen Patchkabeln zu verbinden. Das hat folgenden Hintergrund: In Gebäuden mit fest verlegten Netzwerkkabeln gibt es zentrale Punkte, von denen ausgehend die Netzwerkstruktur weiter aufgefächert werden kann. Das geschieht meist mithilfe von Netzwerkdosen, an die Geräte wie Computer, Drucker und dergleichen angeschlossen werden. In Server- bzw. Netzwerkschränken funktioniert das allerdings nicht, denn hier kommen sämtliche Verlegekabel zusammen, so dass Netzwerkdosen aufgrund ihrer limitierten Anzahl an Buchsen nicht ausreichen, um die zentrale Hardware anzuschließen. Aus diesem Grund werden alle Verlegeleitungen gebündelt in die Netzwerkschränke geführt und anschließend übersichtlich und strukturiert auf Patchpanel verteilt und aufgelegt. Die Patchpanel werden dann über flexible Netzwerkkabel, sogenannte Patchkabel, mit einem Netzwerk-Switch, einer Anschlussdose, einem weiteren Patchfeld oder einem Endgerät verbunden.
Vorteilhaft an der Verwendung von Patchfeldern ist, dass Änderungen oder Erweiterungen des Netzwerks leicht zu realisieren sind. Soll beispielsweise ein neues Gerät ins Netzwerk integriert werden, genügt es, dieses ans Patchpanel anzuschließen. Ebenso unproblematisch ist es, wenn Netzwerkgeräte an einen anderen Platz ziehen sollen. Sie werden dann einfach umgesteckt oder an ein anderes Patchfeld angeschlossen. Die Flexibilität ist auch bei Wartungs- und Reparaturarbeiten ein Plus.
Klassische Patchpanel sind wie folgt aufgebaut: An der Vorderseite befinden sich RJ45-Ports, die Patchkabel mit RJ45-Steckern aufnehmen. Jeder Port ist im Inneren mit einer LSA-Anschlussleiste bestückt. Daran werden mithilfe eines LSA-Spezialwerkzeugs die Netzwerk-Verlegekabel angeschlossen. Auf diese Weise entsteht eine durchgehende Verbindung beider Kabel, so dass das Netzwerksignal vom Verlegekabel auf das Patchkabel übergehen kann. Das Anschließen des Verlegekabels bezeichnet man auch als Auflegen, da die Adern des Kabels aufgelegt und mit dem LSA-Werkzeug festgedrückt werden. Dabei wird das Verlegekabel elektrisch mit dem Patchpanel verbunden. LSA ist die Abkürzung für „löt-, schneid- und abisolierfrei“, was bedeutet, dass alle drei Vorgänge durch das Werkzeug übernommen bzw. hinfällig werden.
Beim Auflegen ist darauf zu achten, dass die Adern des Verlegekabels korrekt mit den Klemmen der LSA-Anschlussleiste verbunden werden. Zudem ist wichtig, die Anschlüsse einheitlich zu verkabeln. Netzwerkkabel gibt es nämlich in zwei verschiedenen Standards: EIA/TIA-568A und EIA/TIA-568B. Sie unterscheiden sich darin, dass das zweite und dritte Adernpaar jeweils vertauscht sind. Wichtig ist, dass nur Kabel desselben Standards verwendet werden. In der Regel verfügen LSA-Anschlussklemmen über eine farbliche Codierung, die eine Entsprechung in den Adern des Verlegekabels aufweist. So weiß man, welche Ader mit welcher Klemme verbunden werden muss.
Wer sich das Auflegen per LSA-Technik nicht zutraut, kann alternativ auf Keystone-Module zurückgreifen. Dabei handelt es sich um anschlussfertige Buchsen, die in Keystone-Patchpanel per Snap-in-Montage eingerastet werden. Keystone-Module ermöglichen es, unterschiedliche Arten von Anschlüssen in einem Verteilerfeld zu kombinieren und sind in großer Vielfalt erhältlich. So gibt es neben Modulen mit RJ45-Buchsen beispielsweise Ausführungen mit USB, HDMI, Klinke, Cinch oder sogar mit Buchsen für SFP- bzw. SFP+-Module.
Netzwerk-Patchpanel gibt es in unterschiedlichen Abmessungen. Die Größe wird üblicherweise in Zoll angegeben. Am weitesten verbreitet sind Ausführungen in 10 Zoll und 19 Zoll. Das hat den Hintergrund, dass Patchfelder hauptsächlich in gängige Netzwerk- oder Server-Schränke (10 Zoll Racks und 19 Zoll Racks) eingebaut werden. Daneben sind Modelle für die Hutschienen- oder Wandmontage erhältlich. Mit der Größe der Gehäuse variiert die Anzahl an zur Verfügung stehenden RJ45-Ports. Die Bandbreite reicht von Mini-Patchpanel mit 4 Ports über Modelle mit 8, 12, 16 oder 24 Ports bis hin zu Panel mit 48 Ports, bei denen in der Regel zwei Reihen mit je 24 RJ45-Ports übereinander angeordnet sind.
Beim Kauf eines Netzwerk-Patchfelds spielen mehrere Faktoren eine Rolle. Wesentliche Kriterien sind die Größe in Zoll und die Anzahl an RJ45-Ports. Ist ein 19 Zoll Rackeinbau geplant, kommt nur ein 19 Zoll Patchfeld infrage, während man für einen 10 Zoll Rackeinbau entsprechend ein 10 Zoll Patchpanel benötigt. Wichtig ist auch, eine Bauart zu wählen, die zur Installationsumgebung passt. So gibt es spezielle Patchpanel für die Hutschienenmontage, die in Verteiler- oder Schaltschränke eingebaut werden können. Je nach lokalen Gegebenheiten können auch Ausführungen für die Wandmontage erforderlich sein. Wie viele RJ45-Ports benötigt werden, hängt von der Anzahl an Geräten ab, die in das Netzwerk eingebettet werden sollen. Bei großen Firmennetzwerken sind Patchpanel mit 24 oder 48 RJ45-Ports nicht unüblich, für kleinere Setups können Ausführungen mit 8 oder 12 Ports dagegen schon ausreichen.
Ein relevanter Faktor ist zudem die Kompatibilität zum Kabel hinsichtlich der Kabelkategorie (CAT-Angabe), denn Patchfelder sind wie die Kabel, die sie verwenden, für bestimmte Übertragungsgeschwindigkeiten zugelassen. Werden beispielsweise CAT-6-Kabel angeschlossen, muss das Patchpanel CAT 6 unterstützen. Ein Modell, das nur für CAT 5 ausgelegt ist, wäre ungeeignet. Gebräuchlich sind heute eigentlich nur noch Netzwerkkabel ab CAT 6. Alles darunter (CAT 5, CAT 4 etc.) ist für die meisten Anwendungsfälle nicht mehr ausreichend.
Des Weiteren sollten nach Möglichkeit geschirmte Patchpanel verwendet werden. Sie sind vor Störeffekten durch elektromagnetische Wellen von außen geschützt. Gleichzeitig wird durch die Schirmung verhindert, dass elektromagnetische Wellen, die durch das Patchfeld selbst entstehen, nach außen gelangen und andere Komponenten beeinflussen. Generell sollten alle Komponenten, für die Erstellung eines Netzwerks zum Einsatz kommen, geschirmt sein, seien es Netzwerkkabel, RJ45-Steckverbinder oder Verteiler. Das ist mit zunehmender Größe des Netzwerks umso wichtiger, denn je mehr elektrische Komponenten vorhanden sind und je dichter sie beieinander liegen, desto eher kommt es zu elektromagnetischen Störungen.
Bei der Erstinstallation eines Setups mit einem größeren Patchpanel und einem oder mehreren Switches sind unter Umständen viele Kabel zu verlegen. Es empfiehlt sich hier, vorab die benötigten Längen zur Überbrückung der Distanz zwischen Panel und Switch zu ermitteln und dazu passende Kabel zu verwenden. Ein hochwertiges vertikales und horizontales Kabelmanagement und die Verwendung von Kabelbindern und Kabeletiketten sind zwar initial mit einem gewissen Aufwand verbunden, zahlen sich langfristig aber aus. Eine korrekte Kennzeichnung ist darüber hinaus bei der Verbindung der Netzwerk-Verlegekabel mit dem Patchfeld wichtig. So lassen sich bei späteren Erweiterungen, Umbauten oder auch Reparaturen Zuordnungen leicht erkennen.
Worin unterscheiden sich Cat .6 und Cat .6A?
Cat .6 und Cat .6A wurden ursprünglich für den professionellen Bereich entwickelt. Sie haben sich mittlerweile als Standard etabliert und halten auch in Heimnetzwerken Einzug. Der Unterschied zwischen Cat .6 und Cat .6A besteht in der genutzten Bandbreite und der Übertragungsgeschwindigkeit. Cat .6 bietet eine maximale Datenübertragungsrate von 1000 Mbit/s und arbeitet mit einer Frequenz von 250 MHz. Demgegenüber erreicht Cat .6 A eine Geschwindigkeit von 10.000 Mbit/s und nutzt eine Bandbreite von 500 MHz.
Für welche Setups braucht man welche Kabelkategorie?
Ältere Kabelkategorien wie Cat .4 oder Cat .3 sind mittlerweile obsolet geworden. Auch Cat .5 wird kaum noch genutzt. Office-Netzwerke moderaten Umfangs erfordern mindestens Cat .6 A. Für komplexer aufgebaute Netzwerke, bei denen häufig mehrere datenintensive Up- und Downloads parallel erfolgen, sind Cat .7 und Cat .7 A die bessere Wahl. Sie erreichen zwar dieselbe Maximalgeschwindigkeit wie Cat .6 A (10.000 Mbit/s), liefern aber mit 600 MHz bzw. 1000 MHz mehr Bandbreite. Die derzeit beste Performance bieten Cat .8.1 und Cat .8.2. Mit einer Datenübertragungsrate von 40.000 Mbit/s und einer Bandbreite von bis zu 2000 MHz eignen sie sich sehr gut für Rechenzentren und vergleichbar anspruchsvolle Umgebungen. Der Unterschied zwischen Cat .8.1 und Cat .8.2. besteht im Gebrauch von Steckverbindungen. Cat .8.1. ist mit RJ-45-Steckern kompatibel, wohingegen Cat .8.2 TERA, GG45 oder ARJ45-Steckverbinder nutzt. Eine Einschränkung gibt es allerdings: Cat .8.1 und Cat .8.2 sind nur für eine Reichweite von 30 Metern und dementsprechend für kurze Distanzen ausgelegt. Cat .6 A, Cat .7 und Cat .7 A haben dagegen eine Reichweite von 100 Metern.
Können Verlegekabel ohne Patch-Panel an einen Switch angeschlossen werden?
Verlegekabel sind in der Regel starrer und dicker als Patchkabel, was für die Installation innerhalb von Wänden auch sinnvoll ist. Die achtadrigen Kabel können nicht ohne Weiteres mit einem Switch verbunden werden, da ihnen die RJ45-Stecker dafür fehlen. Diese können aufgrund der Kabelstärke der Verlegekabel ohnehin nicht angebracht werden. Ein Verlegekabel direkt mit einem Switch zu verbinden, wäre auch wenig sinnvoll, denn ein Patch-Panel erlaubt später mehr Flexibilität, wenn beispielsweise Kabelverbindungen verlängert werden sollen. Es ermöglicht einen einfachen Austausch des Patchkabels durch ein längeres Modell, ohne das Verlegekabel innerhalb der Wand verändern zu müssen. Ein Verteilerfeld ist daher ein sehr wichtiges Element professioneller Netzwerk-Verkabelung und im Hinblick auf den meist moderaten Preis eine sinnvolle Investition.
Welche Kabel bieten die beste Abschirmung?
Kabel, die nach S/FTP geschirmt sind, bieten den besten Schutz vor elektromagnetischen Störungen. Sie haben eine Gesamtschirmung aus Drahtgeflecht, während die Adernpaare zusätzlich mit Folie geschirmt sind. Im Prinzip handelt es sich also um doppelt geschirmte Kabel. Sie reduzieren das Risiko von Interferenzen bei der Datenübertragung und ermöglichen höhere Übertragungsgeschwindigkeiten. Ab 10-Gigabit-Netzwerken (Cat .6 A) sind geschirmte Kabel vom Typ S/FTP unbedingt zu empfehlen.