Ratgeber
Lichtwellenleiter oder kurz LWL haben in vielen Bereichen traditionellen Kupferkabeln den Rang abgelaufen. Dazu zählt vor allem die Telekommunikation. Per Glasfaser lassen sich erheblich mehr Daten pro Zeiteinheit übertragen, beispielsweise bis zu 100 Gigabit pro Sekunde. Zur strukturierten Verkabelung und flexiblen Verteilung der Datenströme an Netzwerkkomponenten sind sogenannte Rangierfelder oder Patchpanels nötig. Sie ergänzen die in größeren Netzwerken vorhandenen Router und Switches. In diesem Ratgeber informieren wir Sie über die technischen Hintergründe für das Arbeiten mit LWL-Patchpanels und geben Tipps für die Beschaffung.
Im Gegensatz zu Routern und Switches enthält auch ein Patchpanel für Lichtwellenleiter keinerlei elektronische Schaltungen. Eine Stromversorgung ist somit nicht nötig. Das Rangierfeld besteht vielmehr aus einem mehr oder weniger leeren Metallgehäuse in Standardmaßen, in der Regel 19 oder 21 Zoll, passend für den Einbau in Schaltschränken und Server-Racks. Je nach Anzahl der Ports beanspruchen Patchpanels eine oder mehrere standardisierte Höheneinheiten, kurz HE. Verfügbar sind aber auch Panels für die freie Montage, zum Beispiel an DIN-Schienen.
Die austauschbaren Frontplatten sind mit Ports für gängige LWL-Stecker bestückt, an der Rückseite befinden sich Eingangslochungen in den Durchmessern üblicher mehradriger LWL-Kabel wie M20 oder M25.
Hauptaufgaben eines Patchpanels sind das Verbinden einzelner Ports miteinander – das sogenannte Patchen – und die Signalübertragung von und zu anderen Netzwerkverteilern wie Router und Switches. Das Rangierfeld übernimmt somit die Rolle einer Schnittstelle. Basis für die Kommunikation sind spezielle LWL-Patchkabel.
Das klassische Netzwerkkabel für die Ethernet-Anbindung ist das Twisted-Pair-Kabel: Mehrere Kupferleitungen sind paarweise miteinander verdrillt und mit RJ45-Steckern ausgestattet. Vielfach besitzen die Leitungsbündel und das Kabel selbst noch eine Metallabschirmung. Nachteil dieser Konstruktion: Sie sind potenziell anfällig für elektromagnetische Interferenzen, was zu Datenverlusten führen kann. Dies gilt besonders für ungeschirmte Netzkabel.
Nicht so das Glasfaserkabel. Es unterstützt weitaus höhere Bandbreiten, je nach Konfiguration und Kabeltyp selbst bis zu einer Distanz von 40 Kilometern mit 40 Gigabit pro Sekunde im Ethernet-Protokoll. Zudem sind Lichtwellenleiter konstruktiv bedingt unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Feldern und Feuchtigkeit. Glasfaserkabel sind stärker, dünner und leichter als Kupferdrahtkabel und müssen nicht so häufig gewartet oder ausgetauscht werden.
LWL-Patchkabel sind definiert als Glasfaserkabel mit Steckverbindern an beiden Enden. Vom Aufbau ähneln sie Koaxialkabeln, mit der Ausnahme, dass Glasfaserkabel keine Abschirmungsschicht benötigen und in der Mitte mit Glasfasern für die Lichtausbreitung ausgestattet sind.
Bei Lichtwellenleitern wird grundsätzlich zwischen Single- und Multimode unterschieden. Singlemode-Glasfasern sind aufgrund des geringeren Durchmessers des Glasfaserkerns für größere Entfernungen prädestiniert. Bei hohen Bandbreiten durchläuft ein modulierter Laserstrahl die Faser auf direktem Weg, das verringert die Dämpfung und ermöglicht ein stärkeres Signal. So lassen sich durch die Parallelschaltung von Lasern über 8 Fasern Distanzen von bis zu 40 Kilometern bei 100 Gigabit pro Sekunde überbrücken. Die Kennzeichnungen für Singlemode-Fasern lauten OS1 und OS2.
Multimode-Fasern, gekennzeichnet mit OM1 bis OM4, eignen sich für die Kommunikation auf kürzere Entfernungen. Ihr Glasfaserkern ist deutlich größer, deshalb lassen sich mehrere Lichtimpulse gleichzeitig durch das Kabel senden, was zu einer höheren Datenübertragung, aber auch größerer Dämpfung führt. Im Gigabit-Ethernet gilt für die
In der Telekommunikation – vor allem innerhalb von LANs – sind überwiegend Multimode-Lichtwellenleiter im Einsatz. Gleiches gilt für LWL-Patchkabel, hier kommt es für die korrekte Funktion auf kompatible Steckverbindungen an. Drei Standards haben sich dabei etabliert: SC, LC und ST.
SC-Steckverbinder
Er war der erste Stecker, der für den TIA-568-Standard ausgewählt wurde. Es handelt sich um einen Snap-in-Stecker in einem kompakten quadratischen Gehäuse mit 2,5 Millimeter Länge, der mit einer einfachen Push-Pull-Bewegung einrastet.
LC-Steckverbinder
Ein Lucent- oder LC-Stecker ist ein Verbinder mit einer 1,25 mm langen Faserendhülse, der sogenannten Ferrule. Er ist halb so groß wie ein SC-Stecker. Diese Verbinder wird am häufigsten verwendet, da er sich aufgrund seines geringen Platzbedarfs ideal für Installationen mit hoher Packungsdichte und den Duplex-Betrieb eignet. Auch SFP-Module und Glasfaser-Extender benötigen oft diese Stecker, wobei dies je nach Hersteller variiert.
ST-Steckverbinder
Der 2,5 Millimeter lange ST-Stecker besitzt einen Bajonettanschluss und eine zylindrische Ferrule mit innenliegender Glasfaser. Die meisten Ferrulen bestehen aus Keramik, es sind aber auch Ferrulen aus Metall oder Kunststoff verfügbar.
Je nach dem Material des Kabelmantels lässt sich zwischen dem normalen Typ, dem normalen flammhemmenden Typ, dem raucharmen halogenfreien Typ, dem raucharmen halogenfreien flammhemmenden Typ und der Armierung unterscheiden.
LWL-Patchkabel lassen sich zwar auch im Eigenbau herstellen, sicherer ist allerdings der Erwerb bereits mit Steckern versehener Glasfaser-Patchkabel. Dabei ist zwingend der Verbindungsstandard wie SC, LC oder ST zu beachten. Patchkabel gibt es sowohl mit Steckern der gleichen Norm als auch mit zwei unterschiedlichen Verbindern. Beispiele wären LC zu SC oder LC zu ST. Ebenso wichtig ist die Unterscheidung zwischen OS und OM – Single- und Multimode-Patchkabel sind nicht miteinander kompatibel.
Bei der Beschaffung von LWL-Patchpanels spielen aber nicht nur der Steckertyp und der Transfermodus eine entscheidende Rolle, sondern auch die Anzahl der Ports und die Einbaugröße. Für die Integration in einen Serverschrank oder Netzverteiler sind die Einbaubreite und die Höheneinheit zu beachten. Hinsichtlich der Ports kommt es auf die Größe des LANs an, im Zweifel ist immer ein größeres Modell zu empfehlen. Besonders komfortabel in der Montage und Installation sind bereits vorgefertigte Panels mit eingebauten Kupplungen und innerer Konnektierung der Anschlüsse.