Der Netzwerkmarkt ist seit geraumer Zeit stark in Bewegung. Aufgrund der fortschreitenden, immer schneller werdenden Datenübertragungsraten werden mit Hochdruck Systeme für immer höhere Bandbreiten entwickelt. Dabei hinken die Ausarbeitungen der jeweiligen Arbeitsgruppen in den Normungsgremien dem aktuellen Stand der verfügbaren Technik ein wenig hinterher. Aktuelles Beispiel ist die Verkabelungsklasse E und F mit passiven Komponenten der Kategorie 6 und 7 für die Kupferverkabelung. Die entsprechenden Komponenten dieser Kategorien sind bereits seit längerem verfügbar
Wie kann der Anwender jedoch genau abwägen, ob die einzelne Komponente der gewünschten Kategorie entspricht, respektive das ausgewählte passive Netzwerk der gewünschten Netzwerkklasse?
Mit den neuesten feldtauglichen Netzwerktestgeräten können derzeit maximale Bandbreiten von 350 MHz ausreichend zuverlässig gemessen werden, jedoch nicht Übertragungsfrequenzen von 600 MHz, wie sie die Kategorie 7 vorgibt, oder gar noch höher. Für den Anwender bedeutet dies, daß er ohne sehr teueren Messaufwand durch den Einsatz von Netzwerkanalysatoren im Labor oder vor Ort seine eingesetzten Komponenten nicht verifizieren kann. Vielmehr ist das Vertrauen des Anwenders in die Qualität der Produkte gefordert.
Oftmals ist der Preis der jeweiligen Komponente das ausschlaggebende Kaufkriterium, nicht deren elektrische oder mechanische Qualität. Fatale Folgen sind das Ergebnis, bis hin zur Nichttauglichkeit des entstehenden Netzwerkes für die geplante Anwendungsklasse. Besonders bei Netzwerken der Klasse E ist die Kompatibilität der einzelnen Komponenten innerhalb des Systems von größter Wichtigkeit.
Welche Eigenschaften machen nun ein Datenkabel zu einer High-Performance Lösung und worin liegt der Vorteil und der Nutzen für den Anwender?
Die Eigenschaften eines High-Performance Kabels untergliedern sich grob in zwei Bereiche: Der elektrischen und der mechanischen Performance. Der Vorteil liegt ganz klar in der Systemreserve, gewährleistet durch einen großen Abstand der Messwerte gegenüber den vorgeschriebenen Kategoriewerten.
Elektrische Performance: Besonders zu beachten sind hier die Kabeleigenschaften bezüglich der Rückflußdämpfung und des Signal-Rausch-Abstandes (ACR). Die Hälfte aller Netzwerkprobleme gehen auf Probleme der physikalischen Ebene zurück, d.h. Fehlanpassungen, Reflexionen im passiven Netzwerk. Einfachst und damit günstigst produzierte Datenkabel weisen unerwünscht hohe Fertigungstoleranzen auf, wodurch oftmals die Anforderungen der Norm nur knapp erfüllt werden. Verstärkt wird dies durch den Einsatz von meist preisgünstigeren, mechanisch weniger stabilen Materialien. Zu Zeiten klassischer „Kategorie 5 Netzwerke“ spielte der Faktor Fertigungstoleranz, bezogen auf den heutigen Standard, eine eher untergeordnete Rolle. Kabel sowie Steckkomponenten waren mit einer hohen Systemreserve ausgestattet, da „nur“ 100 MHz Bandbreite zu realisieren waren. Nur bei unsachgemäßen Umgang oder schlecht ausgeführter Installation kam es hier zu Ausfällen. Mit der Kategorie 6 (250 MHz) beginnt ein neues Zeitalter. Vor allem die Steckkomponenten auf Basis RJ-45 werden bis zu ihrer technischen Grenze ausgereizt. Soll nun ein Netzwerk der Klasse E errichtet werden, gewinnt der Begriff „Systemreserve“ wieder enorm an Bedeutung, wenn es um die Auswahl geeigneter Komponenten geht. Kabel die gerade mal so die Grenzwerte der Kategorien erfüllen, sind hierfür gänzlich ungeeignet. Der Einflußfaktor Umwelt bei der Netzwerkinstallation ist viel zu groß, um eine sichere Funktion zu garantieren. Der Nutzen eines High-Performance Kabels, liegt somit unbestritten in einer hohen Systemsicherheit, die u.a. durch eine extrem hohe Stabilität der Geometrie der zum Paar verseilten Adern im Kabel erreicht wird. Die zentrale Lage der Kupferleiter und deren Toleranz im Aderisolationsmaterial beeinflußt maßgeblich das elektrische Übertragungsverhalten im Bereich hoher Frequenzen (200 MHz – 1000 MHz). Mit modernen Fertigungsanlagen sind Konzentrizitäten von mehr als 95% problemlos realisierbar. Damit sind Sie geschützt vor Unregelmäßigkeiten im Kabel und unangenehmen Überraschungen beim Messen der Strecken. Ein sehr hoher Qualitätsstandard, den Sie von LEONI in allen Kupferdatenleitungen erhalten.
Mechanische Performance: Als Werkstoff für den Kabelmantel ist aufgrund des Kostenvorteils in der Vergangenheit häufig PVC (Polyvinylchlorid) bevorzugt worden. Neben der einfachen Handhabbarkeit bei der Verarbeitung bietet PVC zusätzlich den Vorteil flammhemmend zu sein. Dies bedeutet, daß PVCKabel die in Europa geforderte Brandvorschrift für den Einzelbrandtest nach IEC 60332-1 (DIN VDE 0472 Teil 804 B) erfüllen. Speziell verdichtetes PVC besteht ebenfalls den strengeren Bündelbrandtest nach IEC 60332-3 Cat. C (DIN VDE 0472 Teil 804 C). Jedoch wird bei diesen Tests nur die Brandfortleitung geprüft, nicht die Rauchentwicklung oder Toxizität. Bei der Erhitzung oder Verbrennung von PVC entsteht Salzsäuregas (HCl). Gleichzeitig beginnt ein verstärktes Ausdampfen der Weichmacheranteile, womit der Verbrennungsprozess weiter beschleunigt wird. Aufgrund der im PVC enthaltenen Halogene kann zudem Dioxin freigesetzt werden, welches neben dem entstehenden Kohlenmonoxid (CO) eine hochgradige Gefahr für den Menschen darstellt. Die enorme Rauchentwicklung erschwert zusätzlich die Evakuierung der brennenden Gebäude
Beispiel: In einem Großraumbüro mit 25 Arbeitsplätzen und ca. 450 -500 m2 Bürofläche werden bei drei Anschlußdosen pro Mitarbeiter und einer im Mittel 40 m langen Einzelkabelstrecke insgesamt ca. 3 km Datenkabel verlegt. Dies entspricht in etwa einer PVC-Menge von 60 kg. Im Brandfall bedeutet dies, daß ca. 15kg Salzsäuregas (HCl) frei werden. Der angenommene Büroraum verqualmt vollständig innerhalb weniger Minuten mit einem Restlichtanteil von maximal 5-10%. Das freigewordene HCl-Gas ist in hohem Maße reizend und damit gefährlich für Augen und Lunge, was die Fähigkeit dem Brand zu entfliehen, massiv beeinflußt. Salzsäure ist zudem stark korrosiv, d.h. es greift metallene Oberflächen, elektrische Geräte und Stahlbeton an. Die Zerstörung des Gebäudes durch Korrosion ist i.d.R. um ein vielfaches größer als der verursachte Schaden durch den Brand. Aus diesen Gründen werden speziell für Datenkabel vermehrt halogenfreie, flammwidrige Mantelwerkstoffe verwendet, für deren Eigenschaften es verschiedene Abkürzungen gibt:
- FR ➜ Flame Retardant = flammwidrig
- NC➜ Non Corrosive = nicht korrosiv
- LS ➜ Low Smoke = geringe Rauchentwicklung
- 0H➜ Zero Halogen = Keine Halogene
Polyolefine bilden die Grundlage dieser Mantelwerkstoffe. Zwei Arten sind im Bereich Datenkabel am gebräuchlichsten und müssen je nach Einsatz genau differentiert werden:
Auf Basis von Etylen-Vinyl-Acetat (EVA) und der Beimengung von Aluminiumhydroxid entsteht ein bestens geeigneter Mantelwerkstoff, das sog. TPE-O-FRNC Material. Es ist vollständig halogenfrei und nicht korrosiv, d.h es werden keine Dioxine oder ätzende Gase freigesetzt. Durch das Additiv Aluminiumhydroxid entsteht bei der Beflammung Wasserdampf, welcher zur Löschung des brennenden Kabels dient. Damit erreichen Kabel mit TPE-O-FRNC-Mantel die Anforderungen der Flammwidrigkeit nach dem Bündelbrandtest IEC 60332-3 Cat. C (DIN VDE 0472 Teil 804 C). Die Rauchentwicklung ist im Vergleich zu PVC sehr gering und wird nach IEC 61034-1 und 61034-2 gemessen. Beide Tests sind notwendig, um die Einstufung nach geringer Rauchentwicklung nachzuweisen. Die Halogenfreiheit muß nach IEC 60754-2 geprüft werden. Kohlenmonoxid (CO) ist im Brandfall die für den Menschen gefährlichste Komponente. TPE-O-FRNC entwickelt nur ca. 1/5 des CO-Volumens im Vergleich zu PVC.
Eine weitere Alternative zum PVC bietet das Ethylen-Ethyl-Acetat (EEA). Durch Beimengung der flammhemmenden Komponente Calciumcarbonat (Kreide) wird die Brennbarkeit des Werkstoffes herabgesetzt. Allerdings ist dieses Polyolefincopolymer wesentlich leichter entflammbar als EVA mit Aluminiumhydroxid. Es erreicht nur maximal eine Brandfestigkeit für den Einzelbrandtest nach IEC 60332-1 (DIN VDE 0472 Teil 804 B). Der einzige wirkliche Vorteil von EEA, neben der Halogenfreiheit, liegt deshalb nur im Materialpreis, weshalb vor allem äußerst günstige Datenkabel am Markt mit diesem Mantelwerkstoff angeboten werden. Die Bezeichnung dieser Kabel lautet oftmals trotzdem FRNC. Von der Verwendung in Datennetzwerken muß von diesem Werkstoff jedoch Abstand gehalten werden, da die Brandsicherheit nach dem Bündelbrandtest IEC 60332-3 Cat. C (DIN VDE 0472 Teil 804 C) nicht gegeben ist. Besonders im Horizontal- und Steigebereich, wo Kabelbündel installiert werden, ist die erhöhte Brandfestigkeit jedoch unverzichtbar
Fazit: Es ist daher unerlässlich, daß ein High-Performance Datenkabel nicht nur elektrisch perfekt, sondern ebenfalls mit den hochwertigsten Materialien ausgestattet ist. Dies ist nur dann gewährleistet, wenn alle oben genannten Normen eingehalten und regelmäßig überprüft werden. Um keinerlei Risiko einzugehen, verlangen Sie ein Prüfzeugnis eines unabhängigen Prüfinstituts! Denn es ist nicht nur Ihr Vertrauen in die Qualität der Produkte gefordert, sondern auch Ihre Kontrolle.
Quelle: http://www.fop.de/media/produkt_pdf/2_00.pdf