Patchkabel Grundlagen

Im Bereich der Netzwerktechnik finden sich zahlreiche Komponenten, mit denen die Übertragung von Daten oder Signalen vereinfacht werden soll. Auch das Patchkabel gehört zu solch einem Bestandteil moderner Rechnernetze, da es sich zum einen über verschiedene Materialien realisieren lässt, und zum anderen eine gewisse Flexibilität ermöglicht. Der folgende Überblick soll eine grobe Einführung in diese Thematik liefern, wobei auf die Definition an sich und die Herstellung der einzelnen Patchkabel eingegangen wird.

Erläuterungen zur Beschreibung eines Patchkabels

Ein Patch-oder Rangierkabel ist im Bereich der Netzwerktechnik ein Kabeltyp, der meist vorkonfektioniert erhältlich ist. Der Begriff des Patchkabels bezieht sich in seinem Ursprung auf Kabel kurzer Länge, wobei keine bestimmte Kabelnorm existent wäre, sodass es oftmals auch bei variablen und nicht fest verlegten Kabelverbindungen zur Bezeichnung als Patchkabel kommt. Solche Anschlusskabel kommen in den Ausführungen über Glasfaser oder Kupfer vor. Bei Kupfer-Patchkabeln setzen sich die Adern aus flexiblen Kupferlitzen zusammen, sodass hier keine massiven Drähte verwendet werden. Dieser Kabeltyp kann entweder Eins-zu-Eins oder überkreuzt verdrahtet sein, wobei das Crosskabel immer nur bestimmte Aderpaare zusammenführt. Glasfaser-Patchkabel kommen ohne einen komplexen Aufbau aus und werden normalerweise beim Duplex-Modus über flexible Zipcord-Varianten umgesetzt, wobei es sich um leicht trennbare Lichtwellenleiter handelt. Patchkabel sind normalerweise nur zwischen 0,3 m und maximal 25m lang, da bei Verbindungen über größere Distanzen fest installierte Verbindungen effizienter sind.

Die Verwendung eines Patchkabels

Der Einsatz von Patchkabel kann sich innerhalb der Netzwerktechnik bei verschiedenen Aufgaben lohnen, sodass sich drei wesentliche Punkte für den Nutzen eines solchen Kabels auflisten lassen:

  • Das Patchkabel dient dem Verbindungsaufbau zwischen den Ports des einen Rangierfeldes mit den Ports des anderen Patchfeldes, wobei diese Verknüpfung als Patch oder Rangierung bezeichnet wird
  • Durch ein Patchkabel lassen sich die Ports eines Patchfeldes mit dem Verteilergerät in einem Netzwerk verbinden, wobei es sich beispielsweise um einen Switch, einen Hub oder einen Router handeln kann
  • Letztlich dient das Patchkabel noch dem Anschluss von Endgeräten wie dem PC mit einer Netzwerkkarte an eine Netzanschlussdose

Die Herstellung eines Patchkabels

Ein Patchkabel lässt sich über Glasfaser, Kupfer oder einen Lichtwellenleiter realisieren. Die eigene Herstellung dieser Patchkabel soll im Folgenden unter Berücksichtigung wichtiger Faktoren dargestellt werden:

Prinzipiell lassen sich Patchkabel für Anwendungen mit einem Twisted-Pair-Kupferkabel leicht herstellen, wobei jedoch zu berücksichtigen ist, dass die Qualität und Güte des Patchkabels darüber entscheidet, wie die Performance und die Güte der Datenübertragung ausfällt. So spielen zum Beispiel Kriterien wie der Aderdurchmesser, die Qualität der Meterware, der Stecker und die Qualität der Konfektion eine wichtige Rolle. Zudem sollte auch der Faktor des „Power-over-Ethernet“ und die damit verbundene Problematik der Steckverbindung mit einbezogen werden. Damit ein effizientes Kupferpatchkabel entstehen kann, sollte ein Anwender stets mehrfach ausgezeichnete und geprüfte sowie fertig konfektionierte Patchkabel einsetzen.

Bei der Herstellung eines Patchkabels über Glasfaser oder einen Lichtwellenleiter werden die hierfür erforderlichen Fasern und Empfangsfasern durch Spezialwerkzeuge abgesetzt und in eine Steckerhülse eines LWL-Steckers eingeklebt. Überstände an den Fasern werden anschließend angeritzt und definiert gebrochen. Der nächste Schritt in der Herstellung eines solchen Patchkabels ist das Abschleifen der Stirnfläche des Steckers über einen Polierset-Plan. Die Zugentlastung des Kabels wird danach mithilfe einer Crimphülse, die sich am Steckerkörper befindet, unter dem für die Entlastung zuständigem Kevlargarn eingeklemmt und so realisiert. Durch einen Kabelmantel und eine Knickschutzhülle wird dem Glasfaser-Patchkabel zusätzlicher mechanischer Schutz gewährleistet. Faktoren, die bei dieser Herstellung beachtet werden müssen, sind die Güte und Qualität des Patchkabels, die Genauigkeit der Kernbohrung, die Kernexentrizität und die Rundheit der Glasfaser, sowie die Qualität der Polierung. So führen kleinste Riefen und Verunreinigungen zur Abnahme der Leistungsdichte der Laserübertragung, wodurch es am Stecksystem zu massiven Zerstörungen kommen kann. Auch die Erhöhung der Systemdämpfung und die ansteigende Bitfehlerrate gehören zu den Konsequenzen, sodass versucht wird Techniken zu entwickeln, die die Empfindlichkeit der LWL-Patchkabel reduziert, damit der Einsatz anwenderfreundlicher wird.

Vermeidung von Fehlerquellen

Wenn die Herstellung eines Patchkabels auf der Basis eines Ethernet-Standards geschieht, so stellen die falsche Kabelgüte und die Verdrillung oft potentielle Fehlerquellen dar. Ethernet über Twisted-Pair-Kabel nutzen symmetrische differenzielle Signale, damit die elektromagnetischen Einstrahlungen und Abstrahlungen herabgesenkt werden können. Aufgrund dessen ist es entscheidend, dass die Aderpaare untereinander verdrillt werden. Liegt eine positive Spannung auf einem Draht des Aderpaares, so kommt es zu einem gegenseitigen Aufheben der elektromagnetischen Felder, was auch für die Einwirkungen externer Felder gilt. Zudem sollten alle Drähte in einem Aderpaar exakt gleichlang sein, wobei auch die Verdrillung möglichst über das gesamte Kabelstück hinweg vorliegt. Die eigentliche Problematik solcher Fehler besteht darin, dass sie meist nur durch kostspielige Hochfrequenz-Kabeltester erkannt werden können. Bei einfachen LED-Testern wird hingegen mit Gleichstrom gearbeitet und es kommt zur Darstellung der verdrillten Aderpaare.