Ein Ethernet Netzwerk installieren

Dieses Kapitel widmet sich der Frage wie man ein Ethernet-Netzwerk installiert. Z.B. von den Ethernet-Buchsen Ihres Internet-Routers, bis zu einer Ethernet-Buchse Ihres PCs. Folgendes Bild zeigt das Prinzip einer Ethernet-Netzwerk-Installation und die möglichen Komponenten. Ein Teil dieser Komponenten ist in einer Heimnetzwerkumgebung optional und es hängt von der individuellen Installation und Ihnen ab, ob Sie diese einsetzen möchten oder nicht.

• Der Internet-Router wird per Ethernet-Patchkabel an einen Ethernet-Switch angeschlossen.

• Der Ethernet-Switch wird wieder per Patchkabel an ein Ethernet Patchpanel (optional) angeschlossen.

• Auf das Ethernet Patchpanel sind alle Ethernet-Verlegekabel aufgelegt, welche von den Netzwerk-Anschlussdosen (optional) oder weiteren Patchpanel an der Örtlichkeit Ihres Internet-Routers zusammenlaufen.

• Die Ethernet-Verlegekabel verbinden das zentrale Patchpanel mit den Netzwerk-Anschlussdosen und evtl. weiteren Patchpanel.

• Die Ethernet-Buchsen der Endgeräte werden über weitere Ethernet Patchkabel an die Buchsen der Netzwerk-Anschlussdosen verbunden.

Patchkabel

Patchkabel sind Ethernetkabel mit flexiblem metallischen Leiter, meistens auch gleich mit vorkonfektionierten Steckern an beiden Enden. Bezüglich der Auswahl eines Ethernet-Patchkabels sind die Länge, die Kategorie und der Typ die wichtigsten Kriterien. Die benötigte Länge ist von Ihrer individuellen Installation abhängig.

Einfach gehalten sollten Sie für eine Fast-Ethernet oder Gigabit-Ethernet Verbindung ein Kabel der Kategorie 5e einsetzen. Ein ungeschirmtes Kabel (Typ: UTP) ist im Normalfall ausreichend. Falls Sie Bedenken bezüglich Störungen oder Abstrahlungen haben können Sie auch geschirmte Kabel (Typ: S/UTP; U/FTP; S/FTP; F/FTP; SF/FTP) einsetzen. Es gibt eine ganze Reihe von Typen geschirmter Kabel. Doppelt geschirmte Kabel (Typ: S/FTP; F/FTP; SF/FTP) bieten den besten Schutz gegen Störung und Abstrahlung, auch bezüglich der Adernpaare untereinander. Letzerer Punkt bietet für Gigabit-Ethernet jedoch keine nennenswerten Vorteil und ein einfach geschirmtes Kabel (Typ: S/UTP; U/FTP) tut seinen Dienst auch. Die Auswahl des exakten Typs ist am Ende eher eine Frage der Verfügbarkeit und des Preises.

Notiz: Beachten Sie, dass der Schirm eines geschirmten Ethernet-Kabels an den Anschlussstellen geerdet ist (mit einem Potentialausgleich Kontakt hat). Bei Patchkabeln ist die metallische Ummantelung am Stecker mit dem Schirm verbunden und stellt somit beim Einstecken am Patchpanel den Kontakt mit der Erde her. Voraussetzung ist natürlich, dass das Patchpanel selbst über eine ausreichende Erdung (ausreichenden Potentialausgleich) verfügt.

Falls Sie für ein 10 Gigabit-Ethernet Netzwerk ein Patchkabel suchen, dann muss dieses wenigsten der Kategorie 6A genügen. Es wird auch hier zwischen geschirmten und ungeschirmten Kabeln unterschieden. Da 10 Gigabit-Ethernet empfindlicher gegenüber externen Störeinflüssen ist, empfiehlt sich hier eher der Einsatz geschirmter Kabel.

Bei Interesse gibt Ihnen das Kapitel über Ethernetkabel weitere Hintergrundinformationen bezüglich Ethernetkabel und relevante Kategorien.

Eine andere Eigenschaft von Patchkabeln, welche hin und wieder Nennung findet ist, ob das Patchkabel „straight through“ oder „crossover“ verdrahtet ist. Bei „straight through“ Kabeln verbinden die Adern 1:1 die Pins beider Stecker, sprich Pin 1 mit Pin 1, Pin 2 mit Pin 2 und so weiter. Bei „crossover“ Kabeln verbinden die Adern verschiedene Pins, um bei gleichen Ethernet Buchsen eine Kreuzung der Adern zu erreichen. „Straight through“ Kabel dienten dazu einen Ethernet-Switch mit einem Endgerät zu verbinden. „Crossover“ Kabel um zwei Geräte gleichen Typs miteinander zu verbinden, z.B. ein Endgerät mit einem anderen Endgerät. In der Praxis ist die Unterscheidung zwischen „straight through“ und „crossover“ allerdings irrelevant geworden, da jedes halbwegs moderne Gerät erkennt ob das Verdrahtungsschema „straight through“ oder „crossover“ entspricht und seine interne Belegung der Ethernet Buchse entsprechend automatisch anpasst. Die entsprechende Funktion heißt „automatic MDI/MDIX detection“.

Patchpanel und Netzwerk-Anschlussdosen

Der Einsatz von Ethernet Patchpaneln und Netzwerk-Anschlussdosen ist optional. Ein Patchpanel beinhaltet keine aktiven Funktionen, welche für den Betrieb eines Ethernet-Netzwerkes zwingend notwendig sind und braucht somit auch keine Stromversorgung. Es dient bei der Installation hauptsächlich drei Zwecken. Bei Einsatz von Verlegekabeln mit starren Drähten sorgt ein Patchpanel dafür, dass die Drähte stabil aufgelegt sind und später bei Änderungen wie z.B. dem Auswechseln des Internet-Routers nicht bewegt werden müssen. Das beugt dem Bruch der starren Drähte vor, welche bei Bewegung und entsprechender Ermüdung des metallischen Leiters sonst vorkommen kann. Falls Sie viele Netzwerkkabel an einer zentralen Stelle enden lassen, dann übernimmt ein Patchpanel die saubere Verteilung von den Verlegekabeln auf die Patchkabel, welche zur Verbindung zu einem Ethernet-Switch eingesetzt werden. Als letztes ist eine Installation mit Patchpanel strukturierter und ordentlicher. Es entkoppelt die Verkabelung in Ihrem Haus/Wohnung von dem eigentlichen Anschluss an die Netzwerk- bzw. Endgeräte.

Für kleine, flexible Installationen kann der Einsatz eines Patchpanels aber überdimensioniert sein. Wenn Sie z.B. in einer Mietwohnung nur 2 oder 3 Endgeräte bzw. Ethernet-Switches über Ethernet anbinden möchten und die Kabelinstallation über Putz und mit begrenzter Länge verläuft, kann das direkte Verlegen eines etwas längeren flexiblen Patchkabel mit fertig konfektionierten Ethernet Steckern absolut ausreichen. Ähnliches wie für Patchpanel gilt auch für Netzwerk-Anschlussdosen. Hier ist vor allem der flexible Anschluss von Endgeräten hervorzuheben. Beim Einsatz von Verlegekabeln mit starren metallischen Leitern ist die Installation von Netzwerk-Anschlussdosen schon fast Pflicht zu nennen, da sonst Störungen oder ein Defekt rasch entstehen kann.

Zusammenfassend ist der Einsatz von einem Patchpanel und Netzwerk-Anschlussdosen für etwas größere und vor allem feste Installationen empfehlenswert. Bei kleinen flexiblen Installation kann auch darauf verzichtet werden.

Notiz: Wenn Sie Ethernetkabel der Kategorie 6A, 7 oder besser einsetzen, um eventuell in der Zukunft Ihr Netzwerk auf 10Gigabit-Ethernet zu modernisieren, dann achten Sie bei der Auswahl eines Patchpanel und Netzwerk-Anschlussdosen darauf, dass diese der Kategorie 6A entsprechen. Einfachere Patchpanel oder Netzwerk-Anschlussdosen müssten sonst beim Umstieg auf 10Gigabit-Ethernet ausgetauscht werden.

Wenn Sie ein Patchpanel installieren und Wert auf eine funktionierende Abschirmung legen, dann muss das Patchpanel ordnungsgemäß geerdet sein. Sonst kann die Abschirmung der Kabel die eingebrachten Störsignale nicht gegen Erde ableiten. Für einfache Heimnetzwerke mit eher kurzen Verbindungslängen ist üblicherweise die Netzwerk-Anschlussdose nicht noch einmal separat geerdet. Eine beidseitige Erdung (sprich die Netzwerk-Anschlussdose ist ebenfalls geerdet), erhöht zwar die Abschirmungsleistung, was gerade längeren Verbindungen zugute kommt. Eine beidseitige Erdung (Patchpanel, Netzwerk-Anschlussdose) ist jedoch sehr sorgfältig und am besten von einem Fachmann durchzuführen, da sonst Erdschleifen entstehen können, welche mehr Störungen verursachen als der Abschirmungseffekt verhindert.

Verlegekabel

Für die Auswahl eines passenden Kabeltyps wird auf den obigen entsprechenden Absatz in der Sektion Patchkabel verwiesen. Für Verlegekabel ist noch wichtig zu beachten, dass diese oft unter Putz und fest installiert sind. Somit ist es ratsam hier ein wenig in die Zukunft zu schauen und eher zu etwas besserer Qualität zu greifen. Im Klartext lautet die Empfehlung hier Kabel der Kategorie 6A oder höher einzusetzen, damit Ihr Heimnetzwerk auch für zukünftige Ethernet Technologien wie 10Gigabit-Ethernet gewappnet ist. Ob Sie jedoch ein Kabel der Kategorie 6A oder 7 einsetzen ist eine Frage des Preises und der Verfügbarkeit. Beide Kategorien sind für 10Gigabit-Ethernet einsetzbar (siehe Kabel für das Ethernet).

Ebenfalls sehr sinnvoll kann die Installation von Leerrohren für Kabel sein. Niemand kann exakt vorhersagen, welche Technologien und auch Kabel in zwanzig oder mehr Jahren eingesetzt werden und notwendig sind. Durch die Verlegung von Kabeln in Leerrohren kann man dann, wenn es notwendig ist, diese Verhältnismäßig leicht austauschen.

Die 8 Adern der Ethernet Verlegekabel sind farblich markiert, um Sie an beiden Enden wieder zuordnen zu können. Die einzelnen Adern werden entweder gemäß dem Schema des Standards TIA-568A oder TIA-568B auf das Patchpanel oder die Netzwerk-Anschlussdosen aufgelegt. Funktional ist es gleich welches Schema Sie benutzen, Sie sollten nur konsistent eines der beiden Schemas anwenden, um eine “straight-through” Verbindung herzustellen. TIA-568B scheint international gebräuchlicher, in Europa TIA-568A. Da man sich letztendlich einfach für eines der Schemas entscheiden muss, wird im folgenden Bild TIA-568A illustriert.

Zum Auflegen der einzelnen Adern auf die Schneidklemmen wird ein sogenanntes Auflegewerkzeug benutzt. Dieses drückt die Kupferader in die Schneidklemme, stellt damit den elektrischen Kontakt her und schneidet auch im gleichen Arbeitsschritt zu weit überstehende Aderenden ab. Achten Sie dabei darauf, dass die Schneide des Auflegewerkzeuges nicht aus Versehen auf der Verbindungsseite ist, sonst trennen Sie die Ader unversehens. Bei der Nutzung von geschirmten Kabeln sollte die Kontaktfläche der Abschirmung zum z.B. Patchpanel so groß wie möglich sein. Das erreicht man in dem man den Schirm ein wenig über die Isolation des Kabels rundum zurück stülpt und dann zusammen mit dem Kabel unter die der metallene Zugentlastung des Patchpanels verschraubt. Ist eine metallene Abschirmfolie allerdings zu fragil für den Vorgang, kann man auch einen vorhandenen metallenen Beilaufdraht um das Kabelende wickeln und unter die Zugentlastung verschrauben. Setzen Sie doppelt geschirmte Kabel ein (sowohl das Gesamtkabel als auch die Adernpaare sind geschirmt), dann bekommen Sie die beste Abschirmleistung wenn die Schirmung der Adernpaare bis kurz vor den entsprechenden Schneidklemmen geführt und dort abgeschnitten wird. Die Erdung des Kabels wird durch den Gesamtschirm wie oben beschrieben hergestellt.

Ethernet selbst benötigt im Normalfall keine Konfiguration und Verbindungen werden direkt hergestellt wenn die beiden verbundenen Geräte eingeschaltet sind. Potentielle Ausnahmefälle sind in den Kapiteln zur Konfiguration von Netzwerkgeräten beschrieben (z.B. kann bei Internet-Routern des Herstellers AVM der Gigabit-Ethernet Modus ab Werk ausgeschaltet sein und muss bei Bedarf erst eingeschaltet werden).

Der finale Schritt ist die Verkabelung zu prüfen. Wie Sie das machen können finden Sie in dem Kapitel Prüfung einer Ethernet Kabelverbindung.

Tipp: Dokumentieren Sie Ihre Installation sorgfältig und legen Sie die Dokumentation z.B. zum Patchpanel. Welche Kabel von welchen Räumen kommend sind wo am Patchpanel aufgelegt. Welches Auflegeschema, welcher Kabeltyp wurde verwendet, ein etwaiges Prüfprotokoll, andere Besonderheiten. Wenn an einem Punkt in der Zukunft Änderungen notwendig sind oder nach einem Fehler gesucht wird, dann spart solch eine Dokumentation leicht ein vielfaches an Zeit, welche aufgewendet wurde Sie anzufertigen. Wenn Die Dokumentation direkt beim Patchpanel liegt, dann kann sie leicht von anderen Personen gefunden und verwendet werden.*

Tipp: Für die meisten heutigen Anwendungen und Geräte ist die Fast-Ethernet Technologie ( typischerweise >90Mbit/s netto Datenrate) ausreichend. Fast-Ethernet benötigt 4 Adern eines Ethernet Kabels für die Datenübertragung. Für Ethernet spezifizierte Kabel der gängigsten Kategorien Cat5e, Cat6a und Cat7, besitzen 8 Adern. Diese werden alle für Gigabit-Ethernet gebraucht. Für Fast-Ethernet könnte man nun jeweils 2 Adernpaare für einen Anschluss verwenden und sich sozusagen ein Kabel teilen („Cable Sharing“). Ob Ihre Netzwerkanbindung über Gigabit oder Fast-Ethernet läuft ist jedoch nicht auf den 1. Blick ersichtlich, da 2 Geräte mit Gigabit-Ethernet Anschlüssen auch über eine Installation mit 2 Adernpaaren funktionieren können (aufgrund einer „Link Speed Downshift“ Funktion), dann allerdings nur mit der niedrigeren Datenrate von Fast Ethernet. Falls Sie nun selbst nicht Ihr Netzwerk installieren aber Gigabit-Ethernet einsetzen wollen, dann betonen Sie das die Installation direkt mit Gigabit-Ethernet betrieben wird und lassen sich dies nach der Installation auch über Messprotokolle bestätigen.