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8.1 Grundlegendes Netzdesign und Dokumentation
8.1.1 Allgemeiner Designprozess
Dieses Kapitel enthält eine umfassendere Liste der Schritte, die Sie zum Entwerfen eines
Netzes durchführen müssen. Während Ihres strukturierten Verkabelungsprojekts werden
Sie nicht all diese Schritte durchgehen. Viele der Entscheidungen wurden bereits mit dem
vorhandenen Netzdesign und durch den Netzadministrator getroffen, aber dies ist der
Prozess, nach dem Sie letzten Endes vorgehen werden.
In Ihrem Netzdesign könnten Sie zahlreiche Technologien, wie Token Ring, FDDI und
Ethernet, berücksichtigen. Der Schwerpunkt dieses Designs liegt auf dem Ethernet, da Sie
bei zukünftigen Planungen vermutlich hauptsächlich auf diese Technologie stoßen werden.
Beim Ethernet liegt eine logische Bustopologie vor, was zu Kollisionsdomänen führt.
Anhand des als Segmentierung bezeichneten Verfahrens werden Sie jedoch versuchen,
diese möglichst klein zu halten. Nachdem Sie sich für das Ethernet entschieden haben,
müssen Sie eine Schicht-1-LAN-Topologie entwickeln. Zunächst müssen Sie die zu
verwendende Kabelart und physische Topologie (Verkabelung) festlegen. Üblicherweise
wird ein UTP-Kabel der Kategorie 5 als Übertragungsmedium und eine erweiterte
Sterntopologie für die Verkabelung gewählt. Anschließend müssen Sie entscheiden, welche
der verschiedenen Ethernet-Technologien Sie benötigen. Zwei weit verbreitete EthernetArten sind 10BASE-T und 100BASE-TX (Fast-Ethernet). Wenn Sie über die
entsprechenden Ressourcen verfügen, können Sie 100BASE-TX für das gesamte Netz
verwenden. Ist dies nicht der Fall, verbinden Sie über Fast-Ethernet den Hauptverteiler
(zentraler Kontrollpunkt Ihres Netzes) mit den Zwischenverteilern. In Ihrem Netzdesign
können Sie neben anderen Schicht-1-Komponenten wie Stecker, Kabel, Anschlussdosen
und Verteilerfeldern auch Hubs, Repeater und Transceiver verwenden. Zum Abschluss des
Schicht-1-Designs müssen Sie sowohl eine logische als auch eine physische Topologie
erstellen. (Hinweis: Auch hier besteht ein wichtiger Teil Ihres Designs darin, Ihre Arbeit zu
dokumentieren.)
Im nächsten Schritt entwickeln Sie eine Schicht-2-LAN-Topologie, d. h., Sie fügen Ihrer
Topologie Schicht-2-Komponenten hinzu, um ihre Funktionen zu verbessern. Mit Switches
verringern Sie darüber hinaus die Überlastung und die Größe der Kollisionsdomänen.
Später sind Sie vielleicht in der Lage, Hubs durch Switches und andere weniger intelligente
Schicht-1-Komponenten durch intelligentere Schicht-2-Komponenten zu ersetzen.
Der nächste Schritt umfasst die Entwicklung einer Schicht-3-Topologie, d. h., Sie fügen
Schicht-3-Komponenten hinzu, die wiederum die Funktionen der Topologie verbessern. In
Schicht 3 wird das Routing implementiert. Sie könnten Router verwenden, um skalierbare
Internets, beispielsweise LANs, WANs oder einen Netzverbund, aufzubauen. Mit Routern
erhält das von Ihnen entworfene Netz eine logische Struktur. Sie können auch für die
Segmentierung verwendet werden. Im Gegensatz zu Bridges, Switches und Hubs
unterteilen Router sowohl Kollisions- als auch Broadcast-Domänen.
Die LAN-Verbindung zu WANs und zum Internet muss auch in Betracht gezogen werden.
Wie immer sollten Sie die physische und die logische Topologie Ihres Netzdesigns
dokumentieren. Ihre Dokumentation sollte durch Brainstorming gewonnene Ideen,
Problemlösungsmatrizen und andere, für die Entscheidungsfindung verwendete Notizen
enthalten.
8.1.2 Aspekte des Netzdesigns
Damit ein LAN effektiv ist und die Bedürfnisse der Benutzer erfüllt, sollte es anhand einer
Reihe systematisch geplanter Schritte eingerichtet werden. Während Sie sich mit dem
Designprozess befassen und Ihre eigenen Netzentwürfe entwickeln, sollten Sie ausgiebig
von Ihrem Laborbuch Gebrauch machen.
Der erste Schritt des Verfahrens besteht darin, Informationen über das Unternehmen
zusammenzutragen. Dazu gehören:
1.
2.
3.
4.
5.
Geschichte des Unternehmens und gegenwärtige geschäftliche Lage
Angestrebtes Wachstum
Betriebliche Vorgehensweise und Managementprozesse
Bürosysteme und -abläufe
Ansichten derjenigen, die das LAN verwenden werden
Mithilfe dieses Schritts sollten Sie alle Punkte oder Probleme ermitteln und festlegen, die
geklärt werden müssen. (Dabei könnten Sie beispielsweise feststellen, dass ein
abgelegener Raum im Gebäude u. U. keinen Netzzugang hat).
Der zweite Schritt umfasst eine detaillierte Analyse und Bewertung der gegenwärtigen und
voraussichtlichen Anforderungen der Benutzer des Netzes.
Im dritten Schritt ermitteln Sie die Ressourcen und Einschränkungen des Unternehmens.
Unternehmensressourcen, die die Implementierung eines neuen LAN-Systems beeinflussen
können, lassen sich in zwei Hauptkategorien unterteilen: Computer-Hardware- und
Software-Ressourcen einerseits und Human Resources (Personal) andererseits. Die
vorhandene Hardware und Software eines Unternehmens muss dokumentiert und die
voraussichtlichen Hardware- und Software-Anforderungen müssen ermittelt werden.
Anhand der Antworten auf einige dieser Fragen können Sie bestimmen, wie viele
Schulungen notwendig sind und wie viele Personen zur Unterstützung des LANs benötigt
werden. Sie sollten u. a. folgende Fragen stellen:
1. Welche finanziellen Ressourcen stehen der Organisation zur Verfügung?
2. Wie werden diese Ressourcen gegenwärtig miteinander verknüpft und gemeinsam
genutzt?
3. Wie viele Personen werden das Netz benutzen?
4. Welche Computer-Kenntnisse haben die Netzbenutzer?
5. Welche Einstellungen haben sie gegenüber Computern und ComputerAnwendungen?
Diese Schritte und die im Rahmen eines formalen Berichts dokumentierten Informationen
erleichtern Ihnen eine Kostenschätzung und die Entwicklung eines Budgets für die LANImplementierung.
8.1.3 Allgemeiner Netzdesignprozess
Auf technischen Gebieten, wie z. B. im Ingenieurwesen, umfasst der Designprozess
Folgendes:






Designer - Person, die das Design vornimmt
Kunde - Person, die das Design, vermutlich gegen Bezahlung, in Auftrag gegeben
hat
Benutzer - Person, die das Produkt verwenden wird
Brainstorming - Sammlung kreativer Ideen für das Design
Entwicklung von Spezifikationen - i. d. R. Zahlen, mit denen gemessen wird, wie gut
das Produkt funktioniert
Aufbau und Erprobung - zur Erreichung der Ziele des Kunden und Erfüllung
bestimmter Standards
Eine Methode, die Sie für den Prozess der Designentwicklung verwenden können, ist der
Problemlösungszyklus. Diesen Prozess verwenden Sie wiederholt, bis das Designproblem
gelöst ist.
Ingenieure setzen zur Organisation ihrer Ideen und Pläne bei der Konstruktion
beispielsweise die Problemlösungsmatrix ein. In dieser Matrix werden Alternativen und
verschiedene Möglichkeiten oder Optionen zur Auswahl aufgeführt.
8.1.4 Netzdesign-Dokumente
In der folgenden Liste ist ein Teil der Dokumentation aufgeführt, die Sie beim Entwerfen
eines Netzes erstellen sollten:









Laborbuch
Logische Topologie
Physische Topologie
Verkabelungspläne
Problemlösungmatrizen
Beschriftete Anschlussdosen
Beschriftete Installationsstrecken
Übersicht über Anschlussdosen und Installationsstrecken
Übersicht über Geräte, MAC-Adressen und IP-Adressen
8.2 Planen einer strukturierten Verkabelung: VerteilerraumSpezifikationen
8.2.1 Übersicht über die Verteilerraumwahl
Eine der ersten Entscheidungen bei der Planung Ihres Netzes ist der Standort des oder der
Verteilerräume bzw. Kabelschränke, - , da Sie hier viele Netzkabel und
Netzkopplungselemente installieren müssen. (Hinweis: Es werden detaillierte Beispiele und
Übungen zu Verteilerräumen gegeben.) Die wichtigste Entscheidung besteht in der Auswahl
des Hauptverteilers (Main Distribution Facility, MDF). Für MDFs und IDFs sind Standards zu
beachten. Einige dieser Standards werden Sie kennen lernen, wenn Sie sich mit der
Auswahl des bzw. der Verteilerräume beschäftigen. Sehen Sie sich nach Möglichkeit die
MDF/IDF in Ihrer Schule oder in einer ortsansässigen Firma an.
Schließlich lernen Sie, das Netz so zu planen, dass Sie einige Probleme hinsichtlich
negativer Auswirkungen von der Wechselstromversorgung durch das EVU (Energie
Versorgungs-Unternehmen) auf Netze vermeiden können.
8.2.2 Größe
Der Standard TIA/EIA-568-A schreibt vor, dass die Horizontal-Verkabelung in einem
Ethernet-LAN mit einem zentralen Punkt der Sterntopologie verbunden sein muss. Der
zentrale Punkt ist der Verteilerraum. Hier müssen das Verteilerfeld und der Hub installiert
werden. Der Verteilerraum muss die gesamte Ausrüstung und die notwendige Verkabelung
aufnehmen können. Darüber hinaus muss er für zukünftige Erweiterungen ausgelegt sein.
Selbstverständlich ist die Größe des Verteilerraums von der Größe des LANs und von der
Ausrüstung abhängig, die für das Netz erforderlich ist. Für ein kleines LAN reicht ein Platz
von der Größe eines großen Aktenschranks aus, während ein großes LAN einen ganzen
Raum erfordert.
Laut Standard TIA/EIA-569 muss jedes Stockwerk mindestens einen Verteilerraum
aufweisen. Zusätzliche Verteilerräume sind pro 1.000 m 2 erforderlich, wenn die versorgte
Stockwerkfläche über 1.000 m2 groß ist oder die Länge der Horizontal-Verkabelung 90 m
überschreitet
8.2.3 Betriebsbedingungen
Ein für einen Verteilerraum gewählter Standort muss bestimmte Umgebungsanforderungen
erfüllen. Dazu gehört u. a. die Stromversorgung sowie Heizung, Belüftung und
Klimatisierung. Darüber hinaus dürfen Unbefugte keinen Zutritt haben, und der Standort
muss alle entsprechenden Bau- und Sicherheitsvorschriften erfüllen.
Räume oder Schränke, die als Verteilerraum dienen sollen, müssen Richtlinien für folgende
Bereiche einhalten:






Materialien für Wände, Fußböden und Decken
Temperatur und Luftfeuchtigkeit
Ort und Art der Beleuchtung
Steckdosen
Zugang zum Raum und zur Ausrüstung
Kabelzugang und -abstützung
8.2.4 Wände, Fußböden und Decken
Gibt es im Gebäude nur einen Verteilerraum oder dient der Verteilerraum als MDF, muss
der Fußboden des Raums die Last (siehe beigefügte Installationsanweisungen) der
erforderlichen Einrichtung tragen können. Die Mindesttragfähigkeit beträgt 490 kg/m 2. Wird
der Verteilerraum als IDF verwendet, muss der Fußboden eine Mindesttragfähigkeit von 245
kg/m2 aufweisen. Wenn möglich, sollte der Raum einen Doppelboden haben, um die von
den Arbeitsplätzen kommenden horizontalen Kabel aufzunehmen. Falls dies nicht möglich
ist, sollte eine 30,5-cm-Kabelbrücke installiert werden, die so ausgelegt ist, dass es alle
geplanten Geräte und Kabel aufnehmen kann (Heranführung der Kabel über
Kabelpritschen, s. Abb.). Der Bodenbelag sollte entweder aus Fliesen oder einem anderen
Material mit glatter Oberfläche bestehen. Auf diese Weise lässt sich Staub leichter
entfernen und die Geräte werden vor statischer Elektrizität abgeschirmt.
Es sollten mindestens zwei der Wände mit 20 mm dicken, feuerhemmenden
Sperrholzplatten mit mindestens 2,4 m Höhe verkleidet sein. Dient der Verteilerraum als
MDF für das Gebäude, befindet sich der Telekommunikationsanschluss-Point-of-Presence
(POP) möglicherweise ebenfalls in diesem Raum. In diesem Fall sollten die Innenwände
des POP-Standorts hinter der TK-Anlage vom Fußboden bis zur Decke mit 20 mm dickem
Sperrholz verkleidet sein, wobei eine Wandfläche von mindestens 4,6 m2 für Anschlüsse
und damit verbundene Einrichtungen vorhanden sein muss. Darüber hinaus müssen für die
Konstruktion des Verteilerraums nicht brennbare oder flammwidrige Materialien verwendet
werden, die allen zu erfüllenden Vorschriften entsprechen (z. B. Sperrholz mit geringer
Brandlast, feuerhemmende Anstriche an allen Innenwänden usw.). Der Raum darf keine
abgehängte Decke oder Zwischendecke haben. Bei Nichtbeachtung dieser Spezifikation
besteht die Gefahr einer ungesicherten Einrichtung, bei der ein unberechtigter Zugang
möglich ist
8.2.5 Temperatur und Luftfeuchtigkeit
Der Verteilerraum sollte ausreichend beheizt, belüftet und klimatisiert werden, damit die
Raumtemperatur bei Betrieb der gesamten Ausrüstung auf etwa 21° C gehalten werden
kann. Es sollten keine Wasserleitungen oder Heizungsrohre durch den Raum oder oberhalb
des Raums verlaufen. Eine Ausnahme bildet eine Sprinkleranlage, die je nach Standort zu
den Auflagen der Brandschutzbestimmungen gehört. Die relative Luftfeuchtigkeit sollte
zwischen 30 % und 50 % betragen. Bei Nichtbeachtung dieser speziellen Spezifikationen
kann es zu einer starken Korrosion der Kupferdrähte in den UTP- und STP-Kabeln
kommen. Eine solche Korrosion würde die effektive Funktionsfähigkeit des Netzes
beeinträchtigen.
8.2.6 Lichtauslässe und Steckdosen
Falls sich im Gebäude nur ein Verteilerraum befindet oder der Verteilerraum als MDF dient,
sollte er über mindestens zwei dedizierte, festverdrahtete Doppelsteckdosen verfügen, die
getrennt abgesichert sind. Darüber hinaus sollte entlang jeder Wand des Raums im Abstand
von 1,8 m mindestens je eine Doppelsteckdose 0,15 m über dem Boden angebracht sein.
Ein Wandschalter für die Hauptbeleuchtung des Raums sollte sich direkt innen neben der
Tür befinden.
Während Leuchtstoffröhren aufgrund der von ihnen ausgehenden Interferenz in Kabelnähe
vermieden werden sollten, eignen sie sich in Verteilerräumen bei ordnungsgemäßer
Installation als Lichtquelle. Gemäß den Beleuchtungsanforderungen für einen
Telekommunikationsraum sind mindestens 500 lx erforderlich, wobei die Lichtquellen
mindestens 2,6 m über dem Boden angebracht sein müssen.
8.2.7 Zugang zu Raum und Ausrüstung
Die Tür des Verteilerraums sollte mindestens 90 cm lichte Weite haben und nach außen
aufgehen, so dass Personen problemlos hinausgelangen können. Das Schloss sollte sich
außen an der Tür befinden, wobei sich die Tür jederzeit von innen öffnen lassen muss.
Ein Hub und ein Verteilerfeld lassen sich in einem schwenkbaren Bügel an der Wand oder
einem Verteilergestell befestigen. Wenn die Wahl auf einen schwenkbaren Bügel an der
Wand fällt, muss der Bügel auf dem Sperrholz angebracht werden, das die darunter
liegende Wandoberfläche bedeckt. Der Arm ist schwenkbar, damit die Baugruppe zur Seite
geschwenkt werden kann und Mitarbeiter und Monteure leicht an die Rückwand gelangen
können. Es muss jedoch darauf geachtet werden, dass für das Ausschwenken des
Verteilerfeldes 48 cm Platz vorhanden ist.
Bei einem Verteilergestell müssen für die Ausrüstung mindestens 15,2 cm Abstand von der
Wand sowie weitere 30 bis 45 cm für den Zugang von Mitarbeitern und Monteuren
vorhanden sein. Eine ca. 56 cm tiefe Bodenplatte, auf der das Verteilergestell montiert wird,
sorgt für Stabilität und bestimmt den Mindestabstand für dessen endgültige Position.
Wenn das Verteilerfeld, der Hub und andere Geräte in einem vollständig ausgerüsteten
Schrank montiert werden, müssen davor mindestens 76,2 cm Platz vorhanden sein, damit
die Tür sich öffnen lässt. In der Regel sind solche Schränke 1,8 m hoch x 0,74 m breit x
0,66 m tief
8.2.8 Kabelzugang und -abstützung
Dient ein Verteilerraum als MDF, müssen alle Kabel, die zu IDFs, Computern und
Kommunikationsräumen in anderen Stockwerken desselben Gebäudes führen, durch ein
100-mm-Kabelrohr oder einen Kabelschlauch geschützt werden. Alle zu IDFs führenden
Kabel sollten ebenfalls durch ein 100-mm-Kabelrohr oder einen Kabelschlauch laufen. Die
genaue Menge an Kabelrohr hängt von der Menge der Glasfaser-, UTP- und STP-Kabel ab,
die in den einzelnen Verteiler-, Computer- und Kommunikationsräumen geschützt werden
müssen. Bei der Kabelrohrlänge sollten Reserven vorgesehen werden, um zukünftigen
Erweiterungen gerecht zu werden. Um dieser Spezifikation zu entsprechen, sollten in jedem
Verteilerraum zwei zusätzliche Kabelschläuche oder Kabelrohre vorhanden sein. Wenn die
baulichen Gegebenheiten es erlauben, sollten die Kabelrohre und Kabelschläuche
höchstens 15 cm von der Wand entfernt sein.
Die Horizontal-Verkabelung, die von den Arbeitsplätzen zum Verteilerraum läuft, sollte unter
einem Doppelboden verlegt werden. Ist dies nicht möglich, sollten die Kabel durch 100-mmKabelschläuche oberhalb des Türrahmens geführt werden. Um einen ordnungsgemäßen
Schutz zu gewährleisten, sollte das Kabel vom Kabelschlauch direkt auf eine 30,5-cmKabelbrücke im Raum führen. Bei dieser Variante sollte die Kabelbrücke zum Halten der
Kabel so installiert sein, dass sie zur Geräteanordnung passt.
Schließlich müssen alle Wand- bzw. Deckenöffnungen, durch die Kabelrohre oder schläuche verlaufen, mit rauch- und feuerhemmendem Material, das allen relevanten
Bestimmungen entspricht, abgedichtet werden.
8.3 Planen einer strukturierten Verkabelung:
Identifizieren potenzieller Verteilerräume
8.3.1
Verwenden von Grundrissen
Laut EIA/TIA-568-A muss bei Verwendung einer Ethernet-Sterntopologie jedes zum Netz
gehörende Gerät durch eine Übertragungsstrecke (Channel) mit dem Hub verbunden
werden. Der zentrale Punkt der Sterntopologie, an dem sich der Hub befindet, wird als
Verteilerraum bezeichnet. Man kann sich den Hub als Mittelpunkt eines Kreises vorstellen,
von dem horizontale Kabel sternförmig wie Speichen von einer Radnabe ausgehen.
Um einen geeigneten Standort für einen Verteilerraum zu ermitteln, zeichnen Sie
(annähernd maßstabsgerecht) zunächst einen Grundriss des Gebäudes. Tragen Sie dann
alle Geräte ein, die mit dem Netz verbunden werden sollen. Denken Sie daran, dass nicht
nur Computer mit dem Netz verbunden werden müssen, sondern auch Drucker und
Fileserver.
Wenn Sie damit fertig sind, sollte Ihr Grundriss ähnlich wie in der Abbildung
aussehen.
Struktur des Systems für die horizontale Verkabelung
Das System für die horizontale Verkabelung verläuft von der
Telekommunikationsanschlussdose im Arbeitsbereich zur horizontalen Verbindungsleitung
im TK-Verteilerraum. Es umfasst die Telekommunikationsanschlussdose sowie einen
optionalen Anschluss mit Übergangspunkt und Konsolidierungszeiger (horizontale
Verkabelung und die mechanischen Anschlüsse und die Patch-Kabel oder Jumper), die die
horizontale Verbindungsleitung bilden.
Einige Punkte zum horizontalen Verkabelungssubsystem:



Anerkannte horizontale Kabel:
 100-Ohm-UTP mit 4 Aderpaaren
 Zweifasriges 62,5/125- oder 50/125-µm-Multimode-Glasfaserkabel (duplex)
(Hinweis: 50/125-µm-Multimode-Glasfaserkabel ist zulässig für
ANSI/TIA/EIA-568-B.)
Hinweis: ISO/IEC 11801 sind 120-Ω-UTP- und 50/125-µm-MultimodeGlasfaserkabel.
Mehrpaarige und Mehrfach-Kabel sind unter der Voraussetzung zulässig, dass sie
die Anforderungen von TIA/EIA-568-A-3 im Hinblick auf gebündelte Hybrid-Kabel
erfüllen.
Die Erdung muss nach den geltenden Baubestimmungen und ANSI/TIA/EIA-697







vorgenommen werden.
Für jeden einzelnen Arbeitsbereich sind mindestens zwei
Telekommunikationsanschlussdosen erforderlich.
 Erste Dose: 100-Ω-UTP (Kategorie 5e empfohlen)
 Zweite Dose: 100-Ω -UTP (Kategorie 5e empfohlen)
 Zweifasriges Multimode-Glasfaserkabel, entweder 62,5/125 µm oder
50/125 µm.
Zwischen unterschiedlichen Formen desselben Kabeltyps ist ein Übergangspunkt
zulässig (d. h. die Stelle, an der unter dem Teppich verlegtes Kabel mit
rundlaufendem Kabel verbunden wird).
Hinweis: Die in ISO/IEC 11801 enthaltene Definition von "Übergangspunkt" ist
allgemeiner als die von 568-A. Sie umfasst Übergänge zu Verkabelung unter
Teppich sowie Konsolidierungspunkt-Verbindungen.
50-Ω-Koaxial- und 150-Ω-STP-Verkabelung wird für neue Installationen nicht
empfohlen.
Es können weitere Dosen vorgesehen werden. Diese Dosen ergänzen die
Mindestanforderungen des Standards, ersetzen diese aber nicht.
Parallele Verbindungen und Spleiße sind für horizontale Kupferkabel nicht zulässig.
(Für Glasfaser sind Spleiße zulässig.)
Hinweis: In ISO/IEC 11801 wird das Verkabelungselement, das der horizontalen
Verbindungsleitung entspricht, als "Floor Distributor" (FD) bezeichnet.
Anwendungsspezfische Komponenten werden nicht als Teil der horizontalen
Verkabelung installiert. Wenn sie benötigt werden, müssen sie außerhalb der
Telekommunikationsanschlussdose oder der horizontalen Verbindungsleitung
platziert werden (z. B. Verteiler, Symmetrierübertrager).
Die Nähe von horizontaler Verkabelung zu Quellen elektromagnetischer
Interferenzen muss berücksichtigt werden.
.3.2 Auswählen potentieller Standorte
Bei der Suche nach einem potenziellen Standort für den Verteilerraum bietet es sich an,
zunächst sichere Standorte zu ermitteln, die in der Nähe des POP liegen. Der ausgewählte
Standort kann entweder als einziger Verteilerraum oder, sofern IDFs erforderlich sind, als
MDF dienen. Am POP sind die von der Telefongesellschaft zur Verfügung gestellten
Telekommunikationseinrichtungen mit den Kommunikationseinrichtungen des Gebäudes
verbunden. Wichtig ist, dass sich der Sternpunkt der Kabelinstallation in der Nähe des POP
befindet, damit der Aufbau eines Weitverkehrsnetzes und die Verbindung zum Internet
erleichtert wird.
Im Grundrissplan wurden fünf potenzielle Standorte für Verteilerräume ausgewählt. Sie sind
auf dem Plan mit A, B, C, D und E gekennzeichnet.
8.3.3 Festlegen der Anzahl von Verteilerräumen
Nachdem Sie alle Geräte, die mit dem Netz verbunden werden sollen, in einen Grundriss
eingezeichnet haben, bestimmen Sie im nächsten Schritt, wie viele Verteilerräume für den
Bereich, über das sich Ihr Netz erstrecken soll, erforderlich sind. Dazu benötigen Sie den
Lageplan.
Zeichnen Sie mit einem Zirkel um jeden potenziellen Sternpunkt der Kabelinstallation einen
Kreis mit einem Radius von 50 m. Jedes Netzkopplungselement, das Sie auf Ihrem
Grundriss eingezeichnet haben, sollte sich innerhalb eines Kreises befinden. Können Sie
sich einen Grund vorstellen, warum bei einer Installationsstrecke, die 90 m lang sein kann,
ein Radius von nur 50 m verwendet wird?
Sehen Sie sich den Grundriss noch einmal an, nachdem Sie die Kreise gezeichnet haben.
Gibt es potenzielle Sternpunkte der Kabelinstallation, deren Einzugsgebiete sich stark
überschneiden? Wenn ja, können Sie wahrscheinlich einen der Sternpunkte der
Kabelinstallation weglassen. Gibt es potenzielle Sternpunkte der Kabelinstallation, deren
Einzugsgebiet alle Geräte enthalten kann, die mit dem Netz verbunden werden sollen?
Wenn ja, könnte einer davon wahrscheinlich als Verteilerraum für das gesamte Gebäude
dienen. Wenn Sie mehrere Sternpunkte benötigen, um alle mit dem Netz zu verbindenden
Geräte entsprechend abzudecken, überprüfen Sie, ob sich einer näher am POP befindet als
der bzw. die anderen. Wenn ja, wählen Sie diesen Sternpunkt als Standort für den MDF
aus.
8.3.4 Übung zur Auswahl der Verteilerräume
Verwenden Sie den in diesem Kapitel vorgegebenen Grundrissplan. Auf diesem Plan sind
fünf potenzielle Standorte für Verteilerräume angegeben: A, B, C, D und E. Stellen Sie Ihren
Zirkel anhand des auf dem Grundriss vorgegebenen Maßstabs so ein, dass ein Kreis mit
einem Durchmesser von umgerechnet 50 m entsteht. Zeichnen Sie für jeden potenziellen
Verteilerraumstandort einen Kreis. Beantworten Sie anschließend folgende Fragen:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Überschneiden sich irgendwelche Kreise?
Kann irgendein potenzieller Standort entfallen?
Deckt einer der Kreise alle Geräte ab, die mit dem Netz verbunden werden sollen?
Welcher der potenziellen Verteilerraumstandorte scheint am besten geeignet zu
sein?
Gibt es Kreise, bei denen nur wenige Geräte außerhalb des Einzugbereichs liegen?
Welcher potenzielle Verteilerraum befindet sich am nächsten zum POP?
Listen Sie aufgrund Ihrer Ergebnisse die drei geeignetsten Standorte für
Verteilerräume auf.
Wie viele Verteilerräume sind Ihrer Meinung nach und aufgrund Ihrer Ergebnisse für
das Netz erforderlich?
Welche Vor- und Nachteile weisen die einzelnen auf dem Grundriss
eingezeichneten, potenziellen Verteilerraumstandorte auf?
8.4 Planen einer strukturierten Verkabelung: Auswahlverfahren
8.4.1 Gebäudebeschreibung
In dem Gebäude, in dem Sie das LAN installieren, werden Arbeitsstationen für 71
Mitarbeiter und zusätzlich sieben Drucker eingerichtet. Die Beschreibung des Gebäudes
lautet wie folgt:






Das Gebäude hat eine Bürofläche von 669,8 m 2 in einem einzigen Stockwerk.
Es ist 18,3 m breit und 36,6 m lang.
Die Deckenhöhe beträgt in allen Räumen 3,7 m, sofern nichts anderes angegeben
ist.
Bei den Decken handelt es sich durchweg um abgehängte Decken, sofern nichts
anderes angegeben ist.
Die Fußböden bestehen aus Estrich mit Industrieteppich, sofern nichts anderes
angegeben ist.
Die Heizung und Kühlung des Gebäudes erfolgt durch ein Umluftsystem.
Mögliche Standorte für Verteilerräume wurden bereits ermittelt. Sie sind auf dem
Grundrissplan mit A, B, C, D, E, F, G, H, I und J gekennzeichnet.
Die Bezeichnungen auf dem Grundriss lauten wie folgt:







Der Point-of-Presence der Telefongesellschaft ist mit POP beschriftet.
Die Herrentoiletten sind mit HT gekennzeichnet.
Die Damentoiletten sind mit DT gekennzeichnet.
Rote gepunktete Linien stehen für Wasserleitungen, die durch die Decke vom
Warmwasserbereiter bis zu den Toiletten verlaufen.
Blaue gepunktete Linien geben die Standorte von vorhandenen Leuchtstofflampen
an.
Grüne gepunktete Linien weisen auf vorhandene Elektroinstallationen hin, die unter
Putz verlegt sind.
Magenta gepunktete Linien weisen auf vorhandene Heizungs- und
Kühlungskanäle hin.
8.4.2 Verteilerraum A
Standort A ist ein kleiner Raum mit ca. 0,9 m Breite und 2,4 m Tiefe. Er hat eine
abgehängte Decke mit Leuchtstofflampen. Der Lichtschalter befindet sich innen direkt
neben der Tür. Der Fußboden ist mit Teppich ausgelegt, und die Wände sind aus
Betonstein. Es befindet sich nur eine Steckdose im Verteilerraum. Diese befindet sich an
der Rückwand. Gegenwärtig wird der Raum als Lager für Büromaterial benutzt. Obwohl ein
Heizungs- und ein Kühlungskanal durch die abgehängte Decke oberhalb des Raums
verlaufen, ist keine Belüftungsöffnung im Raum vorhanden. Der nächstgelegene Thermostat
für diesen Gebäudeteil befindet sich in Raum 113. Die Tür öffnet sich nach außen und ist
etwa 75 cm breit. Da alle Mitarbeiter Zugang zum Lagerbereich haben müssen, befindet
sich kein Schloss an der Tür.
8.4.3 Verteilerraum B
Raum B ist etwas größer als Raum A. Er misst ca. 1,7 m in der Breite und 1,5 m in der
Tiefe. Wie Standort A hat auch Standort B eine abgehängte Decke. Der Fußboden ist
gefliest. Die Wände bestehen aus Betonstein, der mit Asbest verkleidet ist. Dieser wurde mit
feuerhemmender Farbe gestrichen. Im Raum befinden sich keine Steckdosen. Beleuchtet
wird der Raum durch eine an der Decke angebrachte Glühlampe. Der Lichtschalter befindet
sich jedoch an der Wand auf der gegenüberliegenden Seite des Korridors. Es verläuft
weder ein Heizungs- oder Kühlungskanal durch die abgehängte Decke, noch führt ein
Heizungs- oder Kühlungskanal in den Raum hinein. Der nächstgelegene Thermostat für
diesen Gebäudeteil befindet sich an einer Innenwand im Korridor. Gegenwärtig wird der
Raum als Lager für giftige Reinigungsmittel benutzt. Die Tür öffnet sich nach außen und ist
82 cm breit. Da der Raum giftige Substanzen enthält, befindet sich ein Schloss an der Tür.
Sie kann sowohl von innen als auch von außen aufgeschlossen werden.
8.4.4 Verteilerraum C
Der zentral im Gebäude liegende potenzielle Verteilerraum C ist größer als A und B. Er
misst ca. 2,4 m in der Breite und 2,4 m in der Tiefe. Im Raum sind fünf Steckdosen
vorhanden. von denen je zwei entlang jeder Seitenmauer installiert sind. Eine Steckdose ist
an der Rückwand angebracht. Der Fußboden ist mit Teppich ausgelegt. Die Beleuchtung
erfolgt durch eine große, in der Deckenmitte angebrachte Leuchtstofflampe. Im Korridor
direkt vor dem Raum befinden sich zwei zusätzliche, große Leuchtstofflampen. Der
Lichtschalter für alle drei Lampen ist an der Wand direkt außerhalb von Raum C
angebracht.
Es verläuft weder ein Heizungs- oder Kühlungskanal durch die abgehängte Decke, noch
führt ein Heizungs- oder Kühlungskanal in den Raum hinein. Der nächstgelegene
Thermostat für diesen Gebäudeteil befindet sich in Raum 120. Die Wände bestehen aus
Betonstein und sind mit Asbest verkleidet. Obwohl der Raum mit einem Schloss versehen
ist, kann er nur von außen aufgeschlossen werden. Gegenwärtig dient der Raum als
Postzimmer für das Gebäude.
8.4.5 Verteilerraum D
Der ebenfalls zentral gelegene Raum D ist etwas größer als Raum C. Er ist ca. 3 m breit
und 1,5 m tief. Außerdem liegt Raum D in der Nähe des POP. Der Raum hat keine
abgehängte Decke. Für die Belüftung sorgt eine Belüftungsöffnung an der Decke, die an
den durch den Raum verlaufenden Belüftungsschacht angeschlossen ist. Die
Raumtemperatur wird durch einen Thermostat geregelt, der im Türbereich angebracht ist.
Die Tür öffnet sich nach außen und ist 90 cm breit.
Der Fußboden ist gefliest. Die Lichtquelle besteht aus einer Glühlampe an der Decke. Der
Lichtschalter befindet sich direkt neben der Tür außerhalb des Raums. Im Raum sind acht
Steckdosen vorhanden, und zwar zwei an jeder Wand. Die Wände bestehen aus Betonstein
und sind mit einem feuerhemmenden Anstrich versehen. Da der Raum gegenwärtig als
zusätzliches Lager für Büromaterial benutzt wird, ist er stets verschlossen. Die Tür kann nur
von außen aufgeschlossen werden.
8.4.6 Verteilerraum E
Raum E liegt ebenfalls zentral im Gebäude in unmittelbarer Nähe des POP. Er ist kleiner als
Raum D und misst ca. 2,4 m in der Breite und 1,8 m in der Tiefe. Durch Raum E führt eine
Wasserleitung ins Gebäude und verläuft von dort aus in andere Teile des Gebäudes. Im
Raum befindet sich außerdem ein Warmwasserbereiter. Die Wasserleitungen in Raum E
sind trotz wiederholter Sanierungsversuche stark korrodiert. Der Raum weist keine
Zwischendecke auf. Der Fußboden ist gefliest. Für die Belüftung sorgt eine
Belüftungsöffnung an der Decke, die an den durch den Raum verlaufenden
Belüftungsschacht angeschlossen ist. Der nächstgelegene Thermostat befindet sich im
Korridor außerhalb des Raumes.
Die Lichtquelle besteht aus einer an der Decke hängenden Glühlampe. Der Lichtschalter
befindet sich innen direkt neben der Tür. Die 82 cm breite Tür öffnet sich nach innen. Im
Raum sind zwei Steckdosen vorhanden. Sie befinden sich an gegenüberliegenden Wänden.
Der Raum wird aufgrund der darin befindlichen Objekte stets verschlossen gehalten und
kann sowohl von innen als auch von außen aufgeschlossen werden.
8.4.7 Verteilerraum F
Raum F liegt zentral an der Vorderseite des Gebäudes am Haupteingang direkt hinter dem
Empfangsbereich. Gegenwärtig wird er als Garderobe genutzt. Es führen zwei Türen in den
Raum. Diese sind jeweils ca. 0,9 m breit und öffnen sich nach außen. An den Türen ist kein
Schloss angebracht. Die Lichtquelle besteht aus einer Glühlampe. Zum Ein- und
Ausschalten der Deckenlampe sind zwei Lichtschalter vorhanden. Sie befinden sich innen
neben den beiden Türen.
Es sind keine Ventilationsöffnungen zu Heizungs- oder Kühlkanälen vorhanden. Der
nächstgelegene Thermostat befindet sich im Korridor vor Raum 118. Der Fußboden ist mit
Teppich ausgelegt. Der Raum verfügt über eine Steckdose. Diese befindet sich an der
Wand hinter dem Tisch im Empfangsbereich. Durch die Außenwände verlaufen außerdem
Elektroleitungen.
8.4.8 Verteilerraum G
Raum G ist relativ klein. Er ist ca. 1,8 m breit und 0,9 m tief. Die Außenwand des Raums ist
nur eine halbhohe Wand. Sie reicht nicht ganz bis zur 3,7 m hohen abgehängten Decke. Es
handelt sich um eine Leichtbauwand, die auf den Boden aufgesetzt ist. Die beiden
Rückwände reichen dagegen bis zur Decke. Sie bestehen aus Betonstein. An der längeren
Rückwand ist eine Steckdose angebracht. Raum G besitzt keine eigene Lichtquelle. Die
Beleuchtung erfolgt durch Leuchtstofflampen im Korridor und in einem gemeinsamen
Arbeitsbereich. Es ist keine Tür zu Raum G vorhanden. Der Eingang ist jedoch 0,9 m breit.
Der Fußboden ist mit Teppich ausgelegt. Vom Heizungs- und Kühlungskanal gehen keine
Ventilationsöffnungen in Raum G. Der nächstgelegene Belüftungsschacht ist etwa 4,6 m
entfernt. Der nächste Thermostat befindet sich an der Wand gegenüber dem Eingang zu
Raum G. Gegenwärtig sind in Raum G der Wasserkühler, eine kleine Mikrowelle und ein
kleiner Kühlschrank untergebracht.
8.4.9 Verteilerraum H
Der potenzielle Verteilerraum H ist etwas größer als Raum G. Er misst ca. 2,4 m in der
Breite und 0,9 m in der Tiefe. Die Tür ist zwar 0,9 m breit, aber der Raum H muss durch
einen kleinen, engen Flur betreten werden. Die Tür öffnet sich nach innen. In der
Zwischendecke des Raums sind Wasserleitungen verlegt. Kabelrohre der Elektroinstallation
führen ebenfalls durch den Raum. Beleuchtet wird der Raum durch eine an der Decke
angebrachte Glühlampe. Der Lichtschalter befindet sich allerdings außerhalb des Raums
neben der Tür. Der Fußboden ist mit Teppich ausgelegt. Es gibt weder eine
Ventilationsöffnung im Raum, noch verläuft ein Heizungs- oder Kühlungskanal durch die
Zwischendecke. Der nächstgelegene Thermostat befindet sich um die Ecke im
Hauptkorridor. Im Raum H befindet sich nur eine Steckdose.
8.4.10 Verteilerraum I
Der potenzielle Verteilerraum I befindet sich am anderen Ende des Gebäudes neben dem
Haupteingang. Er ist ca. 2,4 m breit und 4,6 m tief. In Raum I ist die Heizungs- und
Belüftungsanlage des Gebäudes untergebracht. Alle Belüftungskanäle verlaufen von
diesem Raum aus in die anderen Teile des Gebäudes. Elektroinstallationskanäle führen
entlang der Außenwände durch den Raum. Die Wände bestehen aus Betonstein und sind
mit einem feuerhemmenden Anstrich versehen. Der Raum hat keine abgehängte Decke.
Der Fußboden ist gefliest. Die Lichtquelle besteht aus einer Glühlampe an der Decke. Der
Lichtschalter befindet sich innen direkt neben der Tür. Die Tür öffnet sich nach außen. Da in
dem Raum potenziell gefährliche Anlagen untergebracht sind, kann die Tür sowohl von
innen als auch von außen aufgeschlossen werden
8.4.11 Verteilerraum J
Der potenzielle Verteilerraum J befindet sich am Ende des Gebäudes. Er ist ca. 1,8 m breit
und 0,9 m tief. Die Elektroinstallation für das Gebäude führt durch Raum J. Von diesem
Raum aus verläuft ein Elektrokabel in einem Installationsrohr in andere wichtige Bereiche
des Gebäudes. Der Fußboden ist gefliest. Der Raum verfügt über eine abgehängte Decke.
Die Tür ist 0,9 m breit und öffnet sich nach außen. Da der Raum mit potenziell gefährlichen
Anlagen ausgestattet ist, ist die Tür stets verschlossen. Sie kann sowohl von innen als auch
von außen aufgeschlossen werden.
Die Lichtquelle besteht aus einer Glühlampe an der Decke. Der Lichtschalter befindet sich
innen rechts neben der Tür. Im Raum befinden sich zwei Steckdosen, die an
gegenüberliegenden Wänden angebracht sind. Die Wände bestehen aus Betonstein und
sind mit einem feuerhemmenden Anstrich versehen. Ein Heiz- und Kühlungskanal verläuft
oberhalb der abgehängten Decke des Raums. Es ist jedoch keine Belüftungsöffnung im
Raum vorhanden.
8.5
Planen einer strukturierten Verkabelung: Horizontal-Verkabelung und BackboneVerkabelung
8.5.1 Probleme mit dem Einzugsbereich
Wenn das 100 m umfassende Einzugsgebiet eines Verteilerraums für eine einfache
Sterntopologie nicht alle zu vernetzenden Geräte abdecken kann, lässt sich die
Sterntopologie durch Repeater erweitern. Durch diese als Hubs bezeichneten Komponenten
soll das Problem der Signaldämpfung umgangen werden. Repeater oder Hubs, die diesem
Zweck dienen, sind in zusätzlichen Verteilerräumen, die als IDFs bezeichnet werden,
angeordnet. Über ein Übertragungsmedium sind sie mit einem zentralen Hub in einem
anderen Verteilerraum, dem sogenannten MDF, verbunden. Laut TIA/EIA-568-A muss eines
der folgenden Netzmedien verwendet werden:




Aus vier Paaren bestehende UTP-Adernpaare mit 100 Ohm Widerstand
Aus zwei Paaren bestehende STP-Adernpaare mit 150 Ohm Widerstand
Zweifasriges 62,5/125-oder 50/125-µm-Glasfaserkabel (duplex)
Multimode-Glasfaserkabel
Laut TIA/EIA ist bei einem Ethernet-LAN mit einfacher Sterntopologie für die HorizontalVerkabelung UTP-Kabel der Kategorie 5 zu verwenden.
8.5.2 MDF-Standort in einem mehrstöckigen Gebäude
Der Sternpunkt eines Ethernet-LANs mit erweiterter Sterntopologie ist üblicherweise zentral
angeordnet. Die zentrale Lage ist sehr wichtig. Deshalb wird beispielsweise die MDF in
einem Hochhaus in einem der mittleren Stockwerke untergebracht, auch wenn sich der
POP im Erdgeschoss oder Untergeschoss befindet.
Das Hauptdiagramm zeigt, wo Backbone-Verkabelung und Horizontal-Verkabelung in einem
Ethernet-LAN in einem mehrstöckigen Gebäude verwendet werden. In der linken Abbildung
verbindet die Backbone-Verkabelung (rote Linien) den POP mit der MDF. Mit der BackboneVerkabelung wird auch die MDF mit den IDFs verbunden, die sich in den einzelnen
Stockwerken befinden. Horizontal-Kabel (blaue Linien) verlaufen sternförmig von den IDFs
der einzelnen Stockwerke zu den verschiedenen Arbeitsplätzen. Ist die MDF der einzige
Verteilerraum auf dem Stockwerk, verläuft die Horizontal-Verkabelung von dort zu den
Arbeitsplätzen auf diesem Stockwerk.
8.5.3 Beispiel für die Verwendung mehrerer Verteilerräume
Ein Beispiel für ein LAN, das vermutlich mehr als einen Verteilerraum erfordert, ist ein aus
mehreren Gebäuden bestehenden Campus. Das Hauptdiagramm zeigt, wo die BackboneVerkabelung und die Horizontal-Verkabelung in einem Ethernet-LAN bei einem solchen aus
mehreren Gebäuden bestehenden Campus installiert worden ist. Die MDF befindet sich in
der Mitte des Campus. In diesem Beispiel ist der POP innerhalb der MDF untergebracht.
Die Backbone-Verkabelung (rote Linien) verläuft von der MDF zu den einzelnen IDFs. Die
IDFs (gelbe Kästchen) befinden sich jeweils in einem Campus-Gebäude. Darüber hinaus
verfügt das Hauptgebäude sowohl über eine IDF als auch eine MDF, so dass alle Computer
innerhalb des Einzugsgebietes liegen. Die Horizontal-Verkabelung, die von den IDFs und
MDFs zu den Arbeitsplätzen verläuft, wird durch blaue Linien dargestellt.
8.5.4 Verkabelung für MDF- und IDF-Verbindungen
Die Art der Verkabelung, die laut TIA/EIA-568 für die Verbindung von Verteilerräumen
untereinander in einem Ethernet-LAN mit erweiterter Sterntopologie vorgeschrieben ist, wird
als Backbone-Verkabelung bezeichnet. Um Backbone-Verkabelung gegen HorizontalVerkabelung abzugrenzen, spricht man mitunter auch von Vertikal-Verkabelung.
Die Backbone-Verkabelung besteht aus folgenden Komponenten:




Die eigentliche Backbone-Kabelstrecke
Zwischen- und Hauptverteiler
Mechanische Anschlüsse
Patch-Kabel für Backbone-zu-Backbone-Verbindungen
o Vertikal-Verkabelung zwischen Verteilerräumen in verschiedenen
Stockwerken
o Verkabelung zwischen der MDF und dem POP
o Verkabelung zwischen Gebäuden bei einem aus mehreren Gebäuden
bestehenden Campus
8.5.5 Backbone-Verkabelungsmedien
Der Standard TIA/EIA-568-A legt vier Netzmedien für die Backbone-Verkabelung fest. Diese
sind:




100 Ω UTP-Kabel (aus vier Paaren bestehend)
150 Ω STP-Kabel (aus zwei Paaren bestehend)
62,5/125-µm-Multimode-Glasfaserkabel
Einmodenglasfaser
50-Ω-Koaxialkabel ist zwar nach TIA/EIA-568 anerkannt, wird aber im Allgemeinen nicht für
Neuinstallationen empfohlen. Es ist davon auszugehen, das es bei der nächsten
Überarbeitung des Standards von der Liste gestrichen wird. In den meisten Installationen
wird derzeit in den USA 62,5/125-µm-Multimode-Glasfaserkabel und in Europa 50/125-µmMultimode-Glasfaserkabel als Backbonekabel eingesetzt.
8.5.6 TIA/EIA-568-A-Anforderungen für Backbone-Verkabelungen
Wenn mehr als ein Verteilerraum erforderlich ist, wird die erweiterte Sterntopologie
verwendet. Da sich in einer erweiterten Sterntopologie eine komplexere Ausrüstung am
zentralsten Punkt befindet, spricht man mitunter auch von einer hierarchischen
Sterntopologie.
In der erweiterten Sterntopologie gibt es zwei Möglichkeiten, um eine IDF an die MDF
anzuschließen. Die erste besteht darin, jede IDF direkt mit der MDF zu verbinden. Da sich
die IDF an dem Punkt befindet, an dem die Installationsstrecke mit einem Verteilerfeld im
Verteilerraum verbunden ist und dessen Backbone-Verkabelung an den Sternpunkt in der
MDF angeschlossen ist, wird die IDF auch als Stockwerkverteiler (Horizontal-CrossConnect, HCC) bezeichnet. Bei der MDF spricht man auch vom Hauptverteiler (Main CrossConnect, MCC), da er die Backbone-Verkabelung des LANs mit dem Internet verbindet.
Die zweite Möglichkeit, eine IDF mit dem zentralen Hub zu verbinden, besteht darin, eine
"erste" IDF an eine "zweite" IDF zu koppeln. Die "zweite" IDF wird anschließend mit der
MDF verbunden. Die IDF für die Verbindung mit den Arbeitsbereichen wird als
Stockwerkverteiler bezeichnet. Die IDF, die den Stockwerkverteiler mit der MDF verbindet,
wird als Zwischenverteiler bezeichnet. Wenn diese Art von hierarchischer Sterntopologie
verwendet wird, sind weder Arbeitsplätze noch horizontale Kabel unmittelbar mit dem
Zwischenverteiler verbunden.
Bei der zweiten Verbindungsart darf laut TIA/EIA-568-A-Standard nur ein Zwischenverteiler
auf dem Weg zum Hauptverteiler liegen.
8.5.7 Maximale Entfernungen bei Backbone-Verkabelungen
Wie Ihnen bereits bekannt ist, ist die maximal zulässige Länge für die Installationsstrecken
von der Kabelart abhängig. Bei der Backbone-Verkabelung wird die maximale Entfernung
darüber hinaus davon beeinflusst, wie die Verkabelung verwendet werden soll. Um dies zu
veranschaulichen, nehmen wir einmal an, dass für die Backbone-Verkabelung die Wahl auf
Einmodenglasfaserkabel gefallen ist. Wenn mit dem Netzmedium, wie oben beschrieben,
der Stockwerkverteiler (HCC) mit dem Hauptverteiler (MCC) verbunden werden soll, beträgt
die Länge für die Backbone-Installationsstrecke maximal 3.000 m.
Falls mit der Backbone-Verkabelung der Stockwerkverteiler an einen Zwischenverteiler und
der Zwischenverteiler an den Hauptverteiler angeschlossen werden soll, muss die maximale
Kabellänge von 3.000 m auf die beiden Backbone-Verkabelungsabschnitte aufgeteilt
werden. In diesem Fall beträgt die Installationsstrecke für die Backbone-Verkabelung
zwischen HCC und ICC maximal 500 m und zwischen ICC und MCC maximal 2.500 m.
8.6 Planen einer strukturierten Verkabelung: Netzanschluss und Erdung
8.6.1 Unterschiede zwischen Wechselstrom und Gleichstrom
Elektrizität ist aus dem heutigen Alltag nicht mehr wegzudenken. Wir verwenden sie für eine
Vielzahl von Aufgaben. Sie wird in Form von Wechselstrom (AC) über Leitungen in unsere
Wohnungen, Schulen und Büros gebracht. Eine andere Art von Strom, der Gleichstrom
(DC), wird in Blitzlichtbatterien, Autobatterien und auf der Hauptplatine eines Computers
verwendet.
Es ist wichtig, den Unterschied zwischen diesen beiden Arten des Stromflusses zu
verstehen. Gleichstrom fließt mit einem konstanten Wert, sobald der Stromkreis
geschlossen ist. Wie dies funktioniert, sehen Sie in Abbildung . Wie dargestellt, liefert die
Batterie während eines gegebenen Zeitraums einen gleichbleibenden Stromfluss.
Der Wechselstrom steigt und fällt in periodischen Werten, abhängig davon, wie er von den
Elektrizitätswerken ins Netz eingespeist wird. Das Steigen und Fallen wird durch die hier
gezeigten Diagramme erklärt:
Abbildung zeigt den Anstieg des Stromflusses bis zum Scheitelwert, während der Südpol
über den Kern der Spule wandert.
Abbildung stellt das Abfallen des Wechselstroms auf 0 dar. Beide Pole überfahren den
Kern, so dass sich der Wechselstrom bei 0 einpendelt.
Abbildung zeigt, wie der Wechselstrom zum Scheitelwert entgegengesetzter Polarität
ansteigt (ein negativer Wert), während der Nordpol über den Kern der Spule wandert.
Abbildung stellt dar, wie der Wechselstrom auf 0 fällt, da der Magnet den Bereich der
Spule verlässt. Für den Wechselstrom, mit dem die Haushalte versorgt werden, wird dieses
Konzept verwendet.
8.6.2 Störungen vom Elektrizitätsnetz
Wenn die Elektrizität die Haushalte, Schulen und Büros erreicht, wird sie über in Mauern,
Böden und Decken verlegte Stromkabel zu Geräten und Maschinen transportiert. Als Folge
sind wir in diesen Gebäuden überall vom Rauschen der Wechselstromleitungen umgeben.
Wenn man sich nicht richtig darum kümmert, kann Rauschen aus der
Elektrizitätsversorgung zu Netzproblemen führen.
Bei Ihrer Arbeit mit Netzen werden Sie feststellen, dass bereits das Rauschen der
Wechselstromleitung eines sich in der Nähe befindenden Monitors oder
Festplattenlaufwerks ausreichen kann, um Fehler in einem Computer-System zu
verursachen. Das Rauschen fügt dabei den gewünschten Signalen unerwünschte
Spannung hinzu und verhindert so, dass die Logikgatter eines Computers den Anfang und
das Ende der Rechtecksignale erkennen können. Dieses Problem kann sich verstärken,
wenn ein Computer schlecht geerdet ist.
8.6.3 Elektrostatische Entladung
Elektrostatische Entladung (Electrostatic Discharge, ESD), allgemein eher bekannt als
statische Elektrizität, ist die Form der Elektrizität, die die schwersten Schäden verursacht
und am schwersten kontrolliert werden kann. Vor ihr müssen empfindliche elektronische
Geräte geschützt werden.
Sicher wissen Sie, was passieren kann, wenn Sie über einen Teppich gehen. Bei kalter und
trockener Luft springt ein Funke von Ihren Fingerspitzen, sobald Sie einen Gegenstand
berühren, und Sie spüren einen kleinen Stromschlag. Aus Erfahrung wissen Sie, dass diese
elektrostatischen Entladungen einen kurzen Schmerz verursachen. Bei Computern kann ein
solcher Schlag allerdings katastrophale Folgen haben. Elektrostatische Entladungen
können Halbleiter und Daten willkürlich zerstören, wenn sie durch einen Computer
"schießen". Eine Möglichkeit, derartige Probleme zu vermeiden, besteht in einer guten
Erdung.
8.6.4 Erden von Computergeräten
In elektrischen Wechselstrom (AC)- und Gleichstrom (DC)-Systemen fließen die Elektronen
immer von der negativ geladenen Quelle zur positiv geladenen Quelle. Damit jedoch ein
gesteuerter Elektronenfluss stattfinden kann, muss ein geschlossener Stromkreis
vorhanden sein. Elektrischer Strom fließt immer auf dem Weg mit dem geringsten
Widerstand. Da Metalle wie beispielsweise Kupfer einen geringen Widerstand bieten,
werden sie häufig als Leiter für elektrischen Strom eingesetzt. Werkstoffe wie Glas, Gummi
oder Kunststoff bieten hingegen mehr Widerstand. Daher eignen sie sich nicht als
elektrische Leiter. Diese Materialien werden statt dessen häufig als Isolatoren verwendet
Sie werden zur Ummantelung von Leitern eingesetzt, um vor Stromschlag, Feuer und
Kurzschlüssen zu schützen.
Normalerweise wird elektrischer Strom zu einem Transformatorenhäuschen geführt. Der
Transformator reduziert die für die Übertragung verwendete Hochspannung auf eine
Spannung von 230 Volt, die von herkömmlichen elektrischen Geräten verwendet wird.
Abbildung zeigt ein bekanntes Objekt, nämlich eine Steckdose, wie sie in den USA üblich
ist (in anderen Ländern werden andere Steckdosenkonfigurationen verwendet). Die beiden
oberen Kontakte dienen zur Stromversorgung. Der runde untere Kontakt schützt Personen
und Geräte vor Stromschlägen und Kurzschlüssen. Diese Kontakte werden als
Schutzkontakte bezeichnet. Bei Elektrogeräten, die einen Schutzleiter verwenden, ist dieser
mit allen berührbaren Metallteilen des Geräts verbunden. Die Hauptplatinen und
Schaltkreise in Computern sind über elektrische Leiter mit dem Gehäuse verbunden. Auf
diese Weise sind sie gleichzeitig mit dem Schutzleiter verbunden, der zum Abführen von
statischer Elektrizität dient.
Der Schutzleiter wird mit allen ungeschützten Metallteilen des Computers verbunden, um
bei Verdrahtungsfehlern im Gerät zu verhindern, dass diese Metallteile unter
lebensgefährlicher Spannung stehen.
Ein Beispiel für einen Verdrahtungsfehler, der in einem Gerät auftreten könnte, ist eine
versehentliche Verbindung zwischen einem spannungsführenden Draht und dem Gehäuse.
In einem solchen Fall würde der mit dem Gerät verbundene Schutzleiter als Pfad mit
geringem Widerstand zur Schutzerde dienen. Die Schutzleiterverbindung bietet einen
geringeren Widerstand als der menschliche Körper.
Wenn der Schutzleiter, der den Pfad mit geringem Widerstand bildet, richtig installiert ist,
bietet er einen ausreichend geringen Widerstand und eine ausreichende
Stromtransportkapazität, um zu verhindern, dass sich lebensgefährliche Spannungen
bilden. Der Schutzleiter stellt im Fehlerfall eine direkte Verbindung zur Erdung her.
Sobald ein elektrischer Strom über diesen Pfad zur Erde geleitet wird, werden
Schutzeinrichtungen, wie beispielsweise Leitungsschutzschalter ("Sicherungen") und
Fehlerstromschutzschalter (FI-Schalter) aktiviert. Indem Schutzschalter und FI-Schalter den
Schaltkreis unterbrechen, stoppen sie den Elektronenfluss und reduzieren die Gefahr eines
elektrischen Schlags. Schutzschalter schützen Sie und die Verdrahtung im Haus. Für den
Schutz von Computer- und Netzkopplungselementen ist weiterer Schutz notwendig, wofür
häufig Überspannungsschutzschaltungen und eine unterbrechungsfreie Stromversorgung
(USV) erforderlich sind.
8.6.5 Zweck der Erdung von Computern
Der Schutzleiter wird mit allen ungeschützten Metallteilen des Computers verbunden, um
bei Verdrahtungsfehlern im Gerät zu verhindern, dass diese Metallteile unter
lebensgefährlicher Spannung stehen
8.6.6 Schutzleiter
Ein Beispiel für einen Verdrahtungsfehler, der in einem Gerät auftreten könnte, ist eine
versehentliche Verbindung zwischen einem spannungsführenden Draht und dem Gehäuse.
In einem solchen Fall würde der mit dem Gerät verbundene Schutzleiter als Pfad mit
geringem Widerstand zur Schutzerde dienen. Wenn ein solcher Pfad mit geringem
Widerstand in Form eines Schutzleiters richtig installiert ist, bietet er einen ausreichend
geringen Widerstand und eine ausreichende Stromtransportkapazität, um zu verhindern,
dass sich lebensgefährliche Spannungen aufbauen. Da der Stromkreis die
spannungsführende Verbindung direkt mit der Erde verbinden würde, würden darüber
hinaus Schutzvorrichtungen wie Schutzschalter ansprechen, sobald elektrischer Strom
durch diesen Pfad in die Erde geleitet wird. Indem Schutzschalter den Stromkreis zum
Transformator unterbrechen, stoppen sie den Elektronenfluss und reduzieren die Gefahr
eines elektrischen Schlags.
8.6.7 Probleme mit Schutzleitern
Bei großen Gebäuden ist häufig mehr als eine Erdung erforderlich. Bei einem aus mehreren
Gebäuden bestehenden Komplex sind separate Erdungen für jedes einzelne Gebäude
notwendig. Leider ist die Erdung zwischen Gebäuden selten gleich. Separate Erdungen für
ein einziges Gebäude können ebenfalls unterschiedlich sein.
Schutzleiter, die ein leicht unterschiedliches Potential (Spannung) bezogen auf gemeinsame
und spannungsführende Drähte aufweisen, können ein ernsthaftes Problem darstellen.
Nehmen wir zur Veranschaulichung einmal an, der Schutzleiter für Gebäude A weist
bezogen auf gemeinsame spannungsführende Leiter eine Potentialdifferenz zum
Schutzleiter für Gebäude B auf. Demzufolge haben die Gehäuse der Computer-Geräte in
Gebäude A eine andere Spannung (Potential) als die Gehäuse der Computer-Ausrüstung in
Gebäude B. Wenn eine Verbindung zwischen den Geräten in Gebäude A und denen in
Gebäude B hergestellt würde, würde der elektrische Strom vom negativen zum positiven
Pol fließen. Jeder, der mit einem Gerät dieses Stromkreises in Berührung käme, erhielte
einen unangenehmen Stromschlag. Darüber hinaus könnte diese unbeabsichtigte
Spannung die empfindlichen Speicherchips der Computer stark beschädigen.
8.7 Planen einer strukturierten Verkabelung: Verkabelung und Erdung
8.7.1
Ursachen von
ErdungspotentialProblemen
Zur Veranschaulichung der Bedingungen, die zu einem Problem führen, nehmen wir einmal
an, der Schutzleiter für Gebäude A weist, bezogen auf gemeinsame und
spannungsführende Drähte, eine Potentialdifferenz zum Schutzleiter für Gebäude B auf. In
diesem Beispiel hätten die Gehäuse der Computer in Gebäude A ein anderes Potential als
die Gehäuse der Computer-Ausrüstung in Gebäude B. Beim Aufbau eines Stromkreises
zwischen den Geräten in Gebäude A und denen in Gebäude B würde der elektrische Strom
von der negativen zur positiven Quelle fließen. Bei diesen Bedingungen würde eine Person,
die Netzkopplungselemente mit unterschiedlichen Erdungsverbindungen berühren würde,
theoretisch einen unangenehmen Stromschlag erhalten.
Können Sie erklären, warum die Person im obigen Beispiel gleichzeitig Geräte mit
verschiedenen Erdungen berühren muss, damit ein Stromschlag auftritt?
Wie dieses theoretische Beispiel zeigt, können Geräte mit verschiedenen
Erdungspotentialen in einem Stromkreis gefährliche Stromschläge auslösen. In der Realität
ist das Risiko des oben beschriebenen Szenarios allerdings recht gering, da die
entsprechende Person in den meisten Fällen extrem lange Arme haben müsste, um den
Stromkreis zu schließen. Dennoch gibt es Situationen, in denen ein solcher Stromkreis
entstehen kann.
8.7.2 Netzkopplungselemente und gefährliche Stromkreise
Wie im vorhergehenden Beispiel dargestellt, würde der durch Ihren Körper und das UTPKabel erzeugte Stromkreis den Fluss von Elektronen durch Ihren Körper vom negativen Pol
zum positiven Pol ermöglichen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Schutzleiter für die
Geräte des ersten Standorts bezogen auf gemeinsame spannungsführende Drähte ein
etwas anderes Potential als die Schutzleiter für die Geräte des zweiten Standorts haben.
Der durch den Einsatz von UTP-Kabel geschlossene Stromkreis würde den elektrischen
Strom vom negativen zum positiven Pol fließen lassen. Käme man mit dem Gehäuse eines
Geräts im Netz in Berührung, erhielte man einen unangenehmen Stromschlag. Um zu
vermeiden, dass Strom durch den Körper, insbesondere das Herz, fließt, sollte man die
Eine-Hand-Regel anwenden. Diese Regel besagt, dass man elektrische Geräte immer nur
mit einer Hand gleichzeitig berühren sollte. Die andere Hand sollte man in die Tasche
stecken.
8.7.3 Fehlerhafte Schutzleiter
Wenn alles ordnungsgemäß nach IEEE-Standards eingerichtet ist, sollte kein
Spannungsunterschied zwischen dem Netzmedium und dem Gehäuse eines
Netzkopplungselementes vorhanden sein. Der Grund hierfür besteht darin, dass laut
Standard LAN-Medienverbindungen und Stromanschlüsse voneinander getrennt werden.
Es verläuft jedoch nicht immer alles nach Plan. Nehmen wir an, ein Schutzleiter zu einer
Steckdose ist fehlerhaft, dann wäre zwischen dem UTP-Kabel des LAN und dem Gehäuse
eines Netzkopplungselementes eine möglicherweise lebensgefährliche Spannung
vorhanden.
Stellen Sie sich zur Veranschaulichung möglicher Konsequenzen einmal vor, was passieren
würde, wenn Sie eine Hand auf dem Computer-Gehäuse hätten, während Sie mit der
anderen einen Ethernet-Anschluss berührten. Ihr Körper würde bei gleichzeitiger Berührung
des Computer-Gehäuses und des Ethernet-Anschlusses den Stromkreis schließen, und
Elektronen könnten vom negativen zum positiven Pol fließen. Sie würden dabei einen
schmerzhaften Stromschlag erhalten.
8.7.4 Vermeiden potentiell gefährlicher Stromkreise zwischen Gebäuden
Laut TIA/EIA-568-A-Spezifikationen ist sowohl Glasfaserkabel als auch UTP-Kabel für die
Backbone-Verkabelung zugelassen. Da Glas ein Isolator und kein Leiter ist, fließt durch
Glasfaserkabel kein Strom. Daher wird für die Vernetzung von mehreren Gebäuden
Glasfaserkabel als Backbone-Kabel empfohlen.
8.7.5 Mit Glasfaserkabeln Stromschläge vermeiden
Die meisten Netzinstallateure empfehlen heute Glasfaserkabel für die BackboneVerkabelung, mit der Verteilerräume sowohl in verschiedenen Stockwerken eines
Gebäudes als auch in verschiedenen Gebäuden verbunden werden. Dies geschieht aus
einem einfachen Grund. Es kommt häufig vor, dass die Stockwerke eines Gebäudes mit
Strom aus unterschiedlichen Transformatoren versorgt werden. Die verschiedenen
Transformatoren können verschiedene Erdungen aufweisen, so dass es zu den bereits
beschriebenen Problemen kommen kann. Durch nichtleitendes Glasfaserkabel entfällt das
Problem, das sich durch unterschiedliche Erdungen ergibt.
8.7.6 Gründe für die Vermeidung von UTP-Kabeln für die Backbone-Verkabelung zwischen
Gebäuden
Eine fehlerhafte Verdrahtung stellt für ein LAN mit UTP-Kabel in einer Umgebung mit
mehreren Gebäuden nicht nur ein Problem im Elektrizitätsbereich dar. Es kann noch ein
ganz anderes Problem auftreten. Für die Backbone-Verkabelung verwendetes Kupferkabel
kann Blitzen einen Weg ins Gebäude bieten. Blitzschlag gehört zu den Hauptursachen für
Schäden an LANs, die sich über mehrere Gebäude erstrecken. Aus diesem Grund wird für
neue Installationen dieser Art zunehmend Glasfaserkabel für die Backbone-Verkabelung
verwendet
8.8
Designübung Nr. 1: Verkabelungsplan für ein Ethernet-LAN mit Sterntopologie
8.8.1 Übersicht
Entwickeln Sie einen Verkabelungsplan für ein Ethernet-LAN mit erweiterter Sterntopologie,
für das sowohl Glasfaserkabel als auch UTP-Kabel der Kategorie 5 verwendet werden. Die
Beschreibung des zu vernetzenden Bereichs lautet wie folgt:

Der Gebäudekomplex besteht aus drei Gebäuden.






Jedes Gebäude hat zwei Stockwerke.
Das Hauptgebäude misst 40 m x 37 m.
Die Abmessungen des Ost- und Westgebäudes betragen jeweils 40 m x 23 m.
Die einzelnen Gebäude haben jeweils eine andere Erdung.
Jedes Gebäude hat nur eine Erdung.
Die Fußböden sind gefliest, sofern nichts anderes angegeben ist.
In den Grundrissplänen sind folgende Standorte eingezeichnet:





H-WC = Herrentoilette
D-WC = Damentoilette
POP im Hauptgebäude
Strom-Hausanschlussleitungen in jedes Gebäude
Wasser-Hausanschlussleitungen in jedes Gebäude
Erstellen Sie einen Plan zur Vernetzung der Geräte aller drei Gebäude in einem EthernetNetz mit erweiterter Sterntopologie. Gehen Sie dabei von zwei anzuschließenden Geräten
in jedem nummerierten Raum aus. Auf Ihrem Plan sollte Folgendes zu sehen sein:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
MDF-Standort
Standort und Anzahl der IDFs
IDFs, die als Stockwerkverteiler dienen
IDFs, die als Zwischenverteiler dienen
Verlauf der Backbone-Kabel zwischen MDF und IDFs
Verlauf der Backbone-Kabel zwischen IDFs
Verlauf der Installationsstrecken zwischen den IDFs und den Arbeitsplätzen
Tragen Sie in Ihren Grundriss auch die zwischen Stockwerken und Gebäuden verlegten
Backbone-Kabel ein. Darüber hinaus sollte Ihr Grundriss Aufschluss darüber geben,
welches Netzmedium für die Horizontal- und für die Backbone-Verkabelung verwendet
werden soll
8.8.2 Hauptgebäude: Erdgeschoss
Die Abmessungen des Hauptgebäudes betragen ca. 40 m x 37 m. Es wurde bereits eine
vorläufige Analyse durchgeführt, die im Erdgeschoss sechs mögliche Standorte für einen
Verteilerraum ergab. Sie sind auf dem Grundrissplan mit A, B, C, D, E und F
gekennzeichnet.
Ursprünglich wurde der POP als möglicher Verteilerraum in Betracht gezogen. Bei der
vorläufigen Analyse wurde jedoch festgestellt, dass die Größe des POP nicht ausreicht, um
alle in einem MDF benötigten Geräte aufzunehmen.
1. Standort A ist mit Leuchtstoffröhren ausgestattet. Die Tür öffnet sich nach innen und
hat kein Schloss. Der Lichtschalter befindet sich, wenn man hereinkommt, innen
rechts neben der Tür. Der Raum hat eine abgehängte Decke. Die Wände bestehen
aus Ziegelstein und sind mit einem feuerhemmenden Anstrich versehen. Im Raum
befinden sich keine Steckdosen.
2. Standort B ist ebenfalls mit Leuchtstoffröhren ausgestattet. Die Tür öffnet sich nach
innen und kann mit einem Schloss gesichert werden. Der Lichtschalter befindet
sich, wenn man hereinkommt, innen links neben der Tür. Der Raum hat eine
abgehängte Decke. An einer Seite des Raums verlaufen Wasserleitungen. Die
Wände bestehen aus Ziegelstein und sind mit einem feuerhemmenden Anstrich
versehen. Im Raum sind zwei Steckdosen vorhanden.
3. Standort C ist mit Glühlampen ausgestattet. Die Tür öffnet sich nach außen und
kann mit einem Schloss gesichert werden. Der Lichtschalter befindet sich, wenn
man hereinkommt, innen rechts neben der Tür. Dieser Raum hat keine abgehängte
Decke. Die Wände bestehen aus Ziegelstein. Sie sind mit einem feuerhemmenden
Anstrich versehen. Der Raum befindet sich in der Nähe des POP. Im Raum sind
vier Steckdosen vorhanden.
4. Standort D ist ebenfalls mit Glühlampen ausgestattet. Die Tür öffnet sich nach
außen und kann mit einem Schloss gesichert werden. Der Lichtschalter befindet
sich, wenn man hereinkommt, innen rechts neben der Tür. Der Raum hat keine
abgehängte Decke. Wie bei Standort C bestehen auch hier die Wände aus
Ziegelstein und sind mit einem feuerhemmenden Anstrich versehen. Der Raum
befindet sich, ähnlich wie Standort C, in der Nähe des POP. Im Raum sind vier
Steckdosen vorhanden.
5. Standort E ist mit Glühlampen ausgestattet. Die Tür öffnet sich nach außen und
kann mit einem Schloss gesichert werden. Der Lichtschalter befindet sich, wenn
man hereinkommt, innen rechts neben der Tür. Wie die Standorte C und D hat auch
dieser Raum keine abgehängte Decke. Die Wände bestehen aus Ziegelstein und
sind mit einem feuerhemmenden Anstrich versehen. Im Raum sind drei Steckdosen
vorhanden.
6. Standort F ist mit Glühlampen ausgestattet. Die Tür öffnet sich nach außen und
kann mit einem Schloss gesichert werden. Der Lichtschalter befindet sich, wenn
man hereinkommt, innen rechts neben der Tür. Der Raum hat keine abgehängte
Decke. Die Wände bestehen aus Ziegelstein und sind mit einem feuerhemmenden
Anstrich versehen. Im Raum sind vier Steckdosen vorhanden
8.8.3 Hauptgebäude: erstes Obergeschoss
Für das erste Obergeschoss des Hauptgebäudes wurden fünf weitere mögliche
Verteilerraumstandorte ermittelt. Sie sind auf dem entsprechenden Grundrissplan mit G, H, I
J und K gekennzeichnet.
1. Standort G ist mit Glühlampen ausgestattet. Die Tür öffnet sich nach innen und ist
nicht mit einem Schloss gesichert. Der Lichtschalter befindet sich, wenn man
hereinkommt, links neben der Tür. Oberhalb der abgehängten Decke verlaufen
interne Wasserleitungen entlang der rechten aus Ziegelstein bestehenden Wand.
Die Wände sind mit feuerhemmender Farbe gestrichen. Im Raum sind vier
Steckdosen vorhanden.
2. Standort H ist mit Leuchtstoffröhren ausgestattet. Die Tür öffnet sich nach außen
und kann mit einem Schloss gesichert werden. Der Lichtschalter befindet sich innen
rechts neben der Tür. Der Raum hat keine abgehängte Decke. Die Wände
bestehen aus Ziegelstein und sind mit einem feuerhemmenden Anstrich versehen.
Im Raum sind fünf Steckdosen vorhanden.
3. Standort I ist mit Glühlampen ausgestattet. Die Tür öffnet sich nach außen und
kann mit einem Schloss gesichert werden. Der Lichtschalter befindet sich innen
rechts neben der Tür. Der Raum hat keine abgehängte Decke. Die Wände
bestehen aus Ziegelstein und sind mit einem feuerhemmenden Anstrich versehen.
Insgesamt sind sechs Steckdosen im Raum vorhanden.
4. Am Standort J sind Leuchtstoffröhren vorhanden. Die Tür öffnet sich nach innen
und kann nicht verschlossen werden. Der Lichtschalter befindet sich außerhalb des
Raums an der gegenüberliegenden Korridorwand. Der Raum hat eine abgehängte
Decke. Die Wände bestehen aus Ziegelstein und sind mit einem feuerhemmenden
Anstrich versehen. Im Raum sind zwei Steckdosen vorhanden.
5. Standort K kann nur von Raum 212 aus betreten werden. Der Raum ist mit
Glühlampen ausgestattet und dient als Lager für giftige Chemikalien, die für
Versuche verwendet werden. Die Tür öffnet sich nach außen und kann mit einem
Schloss gesichert werden. Der Lichtschalter befindet sich innen links neben der Tür.
Der Raum hat keine abgehängte Decke. Die Wände bestehen aus Ziegelstein und
sind mit einem feuerhemmenden Anstrich versehen. Im Raum befindet sich nur
eine Steckdose.
8.8.4 Ostgebäude: Erdgeschoss
Das Ostgebäude liegt etwa 20 m vom Hauptgebäude entfernt. Es misst 40 m x 37 m. Eine
vorläufige Analyse des Gebäudes wurde durchgeführt. Dabei sind für das Erdgeschoss drei
potenzielle Verteilerraumstandorte ermittelt worden. Sie sind auf dem Grundrissplan mit L,
M und N gekennzeichnet.
1. Standort L befindet sich in der Nähe des Vordereingangs des Ostgebäudes. Der
Raum ist mit Glühlampen ausgestattet. Die Tür öffnet sich nach außen und kann mit
einem Schloss gesichert werden. Der Lichtschalter befindet sich innen links neben
der Tür. Der Raum hat keine abgehängte Decke. Die Wände bestehen aus
Ziegelstein und sind mit einem feuerhemmenden Anstrich versehen. Im Raum sind
drei Steckdosen vorhanden.
2. In Raum M führt die Wasser-Hausanschlussleitung in das Ostgebäude hinein. Der
Raum ist mit Leuchtstoffröhren ausgestattet. Die Tür öffnet sich nach außen und
kann nicht verschlossen werden. Der Lichtschalter befindet sich außerhalb des
Raums links neben der Tür. Der Raum hat keine abgehängte Decke. Die Wände
bestehen aus Ziegelstein und sind mit einem feuerhemmenden Anstrich versehen.
Im Raum sind zwei Steckdosen vorhanden.
3. In Raum N führt die Strom-Hausanschlussleitung in das Gebäude hinein. Der Raum
ist mit Glühlampen ausgestattet. Die Tür öffnet sich nach außen und kann mit
einem Schloss gesichert werden. Der Lichtschalter befindet sich innen rechts neben
der Tür. Der Raum hat keine abgehängte Decke. Die Wände bestehen aus
Ziegelstein und sind mit einem feuerhemmenden Anstrich versehen. Im Raum sind
vier Steckdosen vorhanden
8.8.5
Ostgebäude: erstes Obergeschoss
Bei der vorläufigen Analyse wurden für das erste Obergeschoss drei potenzielle
Verteilerraumstandorte ermittelt. Sie sind auf dem Plan mit O, P und Q gekennzeichnet.
1. Oberhalb der abgehängten Decke von Standort O verlaufen interne Wasserleitungen.
Der Raum ist mit Glühlampen ausgestattet. Die Tür öffnet sich nach außen und kann
mit einem Schloss gesichert werden. Der Lichtschalter befindet sich innen links neben
der Tür. Die Wände bestehen aus Ziegelstein und sind mit einem feuerhemmenden
Anstrich versehen. Im Raum sind vier Steckdosen vorhanden.
2. Standort P ist mit Leuchtstoffröhren ausgestattet. Die Tür öffnet sich nach außen und
kann mit einem Schloss gesichert werden. Der Lichtschalter befindet sich innen links
neben der Tür. Die Wände bestehen aus Ziegelstein und sind mit einem
feuerhemmenden Anstrich versehen. Im Raum sind vier Steckdosen vorhanden.
3. Standort Q befindet sich in der Nähe der Gebäudevorderseite. Der Raum ist mit
Glühlampen ausgestattet. Die Tür öffnet sich nach außen und kann mit einem Schloss
gesichert werden. Der Lichtschalter befindet sich innen links neben der Tür. Der
Raum hat keine abgehängte Decke. Die Wände bestehen aus Ziegelstein und sind
mit einem feuerhemmenden Anstrich versehen. Im Raum sind vier Steckdosen
vorhanden.
8.8.6 Westgebäude: Erdgeschoss
Das Westgebäude liegt etwa 17 m vom Hauptgebäude entfernt. Es misst 40 m x 37 m. Bei der
vorläufigen Analyse wurden für das Erdgeschoss drei potenzielle Verteilerraumstandorte ermittelt. Sie
sind auf dem Grundrissplan mit R, S und T gekennzeichnet.
1. In Raum R führt die Strom-Hausanschlussleitung in das Gebäude hinein. Der Raum ist mit
Glühlampen ausgestattet. Die Tür öffnet sich nach außen und kann mit einem Schloss
gesichert werden. Der Lichtschalter befindet sich innen links neben der Tür. Der Raum hat
keine abgehängte Decke. Die Wände bestehen aus Ziegelstein und sind mit einem
feuerhemmenden Anstrich versehen. Im Raum sind vier Steckdosen vorhanden.
2. In Raum S führt die Wasser-Hausanschlussleitung in das Gebäude hinein. Wasserleitungen
sind oberhalb der abgehängten Decke verlegt und führen zu den angrenzenden Herren- und
Damentoiletten. Wie in Standort R erfolgt die Beleuchtung mittels Glühlampen. Die Tür öffnet
sich nach außen und kann mit einem Schloss gesichert werden. Der Lichtschalter befindet
sich außen rechts neben der Tür. Die Wände bestehen aus Ziegelstein und sind mit einem
feuerhemmenden Anstrich versehen. Im Raum sind drei Steckdosen vorhanden.
3. Standort T befindet sich in der Nähe der Gebäudevorderseite. Der Raum ist mit Glühlampen
ausgestattet. Die Tür öffnet sich nach außen und kann mit einem Schloss gesichert werden.
Der Lichtschalter befindet sich innen links neben der Tür. Der Raum hat keine abgehängte
Decke. Die Wände bestehen aus Ziegelstein und sind mit einem feuerhemmenden Anstrich
versehen. Im Raum sind vier Steckdosen vorhanden.
8.8.7 Westgebäude: erstes Obergeschoss
Für das erste Obergeschoss des Westgebäudes wurden bei der vorläufigen Analyse drei
potenzielle Verteilerraumstandorte ermittelt. Diese sind auf dem Grundrissplan mit U, V und
W gekennzeichnet.
1. In Raum U sind Leuchtstoffröhren vorhanden. Die Tür öffnet sich nach außen und
kann mit einem Schloss gesichert werden. Der Lichtschalter befindet sich innen
links neben der Tür. Der Raum hat eine abgehängte Decke. Die Wände sind mit
einem asbesthaltigen Material verkleidet. Im Raum sind vier Steckdosen
vorhanden.
2. In Raum V verlaufen Wasserleitungen oberhalb der abgehängten Decke zu den
angrenzenden Herren- und Damentoiletten. Der Raum ist mit Glühlampen
ausgestattet. Die Tür öffnet sich nach außen und kann mit einem Schloss gesichert
werden. Der Lichtschalter befindet sich innen rechts neben der Tür. Die Wände sind
mit einem asbesthaltigen Material verkleidet. Im Raum sind vier Steckdosen
vorhanden.
3. Standort W befindet sich an der Gebäudevorderseite. Der Raum ist mit Glühlampen
ausgestattet. Die Tür öffnet sich nach außen und kann mit einem Schloss gesichert
werden. Der Lichtschalter befindet sich innen rechts neben der Tür. Die Wände sind
mit einem feuerhemmenden Anstrich versehen. Im Raum sind zwei Steckdosen
vorhanden.
8.9
Designübung Nr. 2: Probleme mit unterschiedlichen Erdungen
8.9.1 Übersicht
Im Folgenden soll veranschaulicht werden, wie unterschiedliche Erdungen den
Verkabelungsplan eines LAN beeinflussen können. Nehmen wir dazu einmal an, Sie sind
mit der Erstellung eines Verkabelungsplans für ein zwanzigstöckiges Gebäude beauftragt
worden. In dem Gebäude sind drei Unternehmen untergebracht:



Unternehmen A belegt die ersten fünfzehn Stockwerke.
Unternehmen B belegt das 16., 17. und 18. Stockwerk.
Unternehmen C befindet sich im 19. und 20. Stockwerk.
Die Beschreibung des Gebäudes lautet wie folgt:






Das Gebäude verfügt über drei separate Stromversorgungseinrichtungen.
Jede hat eine eigene Erdung.
Alle Erdungen sind unterschiedlich.
Die Geschosshöhe beträgt jeweils 4,9 m.
Auf jedem Stockwerk ist nur ein Verteilerraum zur Aufnahme der HorizontalVerkabelung, die zu den Arbeitsplätzen auf dem Stockwerk führt, erforderlich.
Der POP befindet sich im Erdgeschoss.
8.9.2 Unternehmen A: MDF-Standort
Sie wurden angewiesen, einen Verkabelungsplan für Unternehmen A zu entwickeln. Eine
Untersuchung wurde durchgeführt, und alle Arbeitsplätze wurden in die Grundrisspläne der
einzelnen Stockwerke eingetragen. In den Plänen sind auch die Verteilerräume auf den
einzelnen Stockwerken enthalten. Diese sind im Gebäudeprofil in Abbildung dargestellt.
In mehrstöckigen Gebäuden ist die MDF normalerweise auf einem der mittleren Stockwerke
zu finden, da es den zentralen Punkt einer Ethernet-Sterntopologie bildet. Ein mittleres
Stockwerk ist der beste Standort, selbst wenn sich der POP möglicherweise im
Erdgeschoss befindet. Auf welchem Stockwerk würden Sie die MDF unterbringen?
8.9.3 Unternehmen A: Backbone-Medien
Da es sich hier um eine Neuinstallation handelt, werden als Netzmedien für die HorizontalVerkabelung UTP-Kabel der Kategorie 5 verwendet. Sie müssen jetzt die Netzmedien
auswählen, die für die Backbone-Verkabelung verwendet werden sollen. Nach einer
Vorstudie haben Sie die Auswahl auf zwei Typen eingegrenzt: UTP-Kabel der Kategorie 5
und 62,5/125-µm-Glasfaserkabel. Aufgrund der hohen Installationskosten soll
Glasfaserkabel nur verwendet werden, wenn es unbedingt erforderlich ist. Anhand Ihrer
vorläufigen Analyse und Ihrer Planungen haben Sie entschieden, dass Sie auf
Glasfaserkabel verzichten können, da UTP-Kabel alle zu erwartenden Netzdaten der
nächsten zehn Jahre problemlos übertragen kann. Darüber hinaus sind jedoch zwei weitere
Faktoren für Ihre Entscheidung ausschlaggebend - Sicherheit und Kabellänge.
Diesbezüglich müssen Sie die folgenden Punkte beachten:
1. Das Gebäude verfügt über drei verschiedene Erdungen. Kann dies zu
Sicherheitsproblemen für das Netz von Unternehmen A führen?
2. Die laut TIA/EIA-568-A festgelegte maximale Kabellänge für UTP-Kabel der
Kategorie 5 beträgt 100 Meter. Bei einer Stockwerkhöhe von 4,9 m überschreiten
Sie diese Kabellänge, wenn Sie UTP-Kabel als Backbone-Verkabelung verwenden.
Wie könnte das Problem der Entfernung zwischen dem POP und der MDF gelöst
werden?
3. Wie könnte das Problem der Entfernungen zwischen der MDF und den IDFs gelöst
werden?
4. Die Hubs mit Repeater-Funktion werden in IDFs untergebracht.
8.9.4 Unternehmen A: IDFs und ICCs
Um festzulegen, welche IDFs als Zwischenverteiler fungieren, multiplizieren Sie jedes
Stockwerk mit seiner Höhe, wenn Sie sich von der MDF wegbewegen. Unter der Annahme,
dass alle Backbone-Kabel von der MDF bis zur IDF im neunten Stockwerk vertikal
verlaufen, beträgt die Entfernung 4,9 m. Die Entfernung von der MDF bis zum zehnten
Stockwerk beträgt 9,8 m. Beantworten Sie die folgenden Fragen:
1.
2.
3.
4.
5.
Wie groß ist die Entfernung von der MDF bis zur IDF im elften Stockwerk?
Wie groß ist die Entfernung von der MDF bis zur IDF im zwölften Stockwerk?
Wie groß ist die Entfernung von der MDF bis zur IDF im dreizehnten Stockwerk?
Wie groß ist die Entfernung von der MDF bis zur IDF im vierzehnten Stockwerk?
Wie groß ist die Entfernung von der MDF bis zur IDF im fünfzehnten Stockwerk?
8.9.5 Unternehmen A: HCC-Standorte
IDFs, die durch Installationsstrecken mit den Arbeitsplätzen verbunden sind, werden als
Stockwerkverteiler (Horizontal-Cross-Connect, HCC) bezeichnet. Wo sollten sich Ihrer
Meinung nach die HCCs für das Netz von Unternehmen A befinden?
8.9.6 Unternehmen A: Einzeichnen der Horizontal-Kabelverläufe
Zeichnen Sie die horizontalen Kabelverläufe für jedes Stockwerk mit einem blauen Buntoder Filzstift ein. Zeichnen Sie die Backbone-Verkabelung für das Ethernet-LAN mit
Sterntopologie von Unternehmen A mit einem roten Bunt- oder Filzstift ein.
8.9.7 Unternehmen B: MDF-Standort
Sie wurden angeleitet, einen Verkabelungsplan für Unternehmen B zu entwerfen, das sich
im 16., 17. und 18. Stockwerk desselben Gebäudes befindet wie Unternehmen A. Eine
Untersuchung wurde durchgeführt, und alle Arbeitsplätze wurden in einem Plan für jedes
Stockwerk eingezeichnet. In den Plänen sind auch die Verteilerräume auf den einzelnen
Stockwerken enthalten. Diese sind im Gebäudeprofil in der Grafik dargestellt.
Da das Unternehmen B nur drei Stockwerke des Gebäudes belegt und so weit vom POP
entfernt ist, haben Sie entschieden, die MDF im 16. Stockwerk unterzubringen. Die übrigen
Verteilerräume, die sich im 17. und 18. Stockwerk befinden, dienen als IDFs.
8.9.8 Unternehmen B: Backbone-Medien
Da es sich hier um eine Neuinstallation handelt, werden als Netzmedien für die HorizontalVerkabelung UTP-Kabel der Kategorie 5 verwendet. Sie müssen jetzt die Netzmedien
auswählen, die für die Backbone-Verkabelung verwendet werden sollen. Nach einer
Vorstudie haben Sie die Auswahl auf zwei Typen eingegrenzt: UTP-Kabel der Kategorie 5
und 62,5/125-µm-Glasfaserkabel. Darüber hinaus sind zwei weitere Faktoren für Ihre
Entscheidung ausschlaggebend - Sicherheit und Kabellänge. Diesbezüglich müssen Sie die
folgenden Punkte beachten:
1. Das Gebäude verfügt über drei verschiedene Erdungen. Kann dies zu
Sicherheitsproblemen für das Netz des Unternehmens B führen?
8.9.9 Unternehmen B: Einzeichnen der Horizontal-Kabelverläufe
Zeichnen Sie die horizontalen Kabelverläufe für jedes Stockwerk mit einem blauen Buntoder Filzstift ein. Zeichnen Sie die Backbone-Verkabelung für das Ethernet-LAN mit
Sterntopologie von Unternehmen B als rote Linien mit einem Bunt- oder Filzstift ein.
8.10
Aspekte der Netzwerk-Stromversorgung: Probleme mit Stromversorgungsleitungen
8.10.1 Klassifizierung von Stromversorgungsproblemen
In einem Stromkabel befinden sich drei Drähte, und auftretende Probleme werden nach den
jeweils betroffenen Drähten bezeichnet. Wenn es zu einer Störung zwischen dem
spannungsführenden Draht und dem Neutralleiter kommt, spricht man von einem
Gegentaktproblem. Wenn eine Störung zwischen dem spannungsführenden Draht und dem
Schutzleiter oder zwischen dem Neutralleiter und dem Schutzleiter auftritt, wird dies als
Gleichtaktproblem bezeichnet.
Wie in der Abbildung dargestellt, lassen sich die Codes für Stromversorgungsprobleme
folgendermaßen erläutern. In der ersten Zeile gibt der braune Punkt an, dass der
Schutzleiter nicht angeschlossen ist. In der zweiten Zeile gibt der braune Punkt an, dass der
Neutralleiter nicht angeschlossen ist. In der dritten Zeile ist kein Punkt farbig dargestellt;
dies gibt an, dass der spannungsführende Draht nicht angeschlossen ist. In den beiden
folgenden Zeilen geben der blaue und der weiße Punkt an, welche Leitungen vertauscht
wurden, und die letzte Zeile gibt an, dass keine Probleme beim Stromanschluss vorliegen.
8.10.2 Gegentakt- und Gleichtaktprobleme
Gegentaktprobleme stellen in der Regel keine Gefahr für Sie oder Ihren Computer dar, da
sie normalerweise vom Netzteil des Computers, einer unterbrechungsfreien
Stromversorgung oder einem Netzfilter aufgefangen werden. Gleichtaktprobleme hingegen
können ungefiltert direkt in das Gehäuse eines Computers gelangen und somit
Datensignale stärker beeinträchtigen als Gegentaktprobleme. Außerdem sind sie schwerer
zu erkennen
8.10.3 Typische Probleme mit Stromversorgungsleitungen
Spannung, die unerwünscht in ein Elektrogerät gelangt, wird als Netzrückwirkung
bezeichnet. Typische Beispiele für Netzrückwirkungen sind Spannungsstöße, -spitzen, einbrüche und Schwingungen. Eine weitere Situation, die Probleme mit der
Stromversorgung verursachen kann, ist ein vollständiger Stromausfall.
Spannungsstoß
Bei einem Spannungsstoß handelt es sich um einen Spannungsanstieg auf über 110 % der
Nennspannung in einer Stromversorgung. Spannungsstöße dauern in der Regel nur wenige
Sekunden. Dennoch ist diese Art der Netzrückwirkung für fast alle auftretenden HardwareSchäden verantwortlich. Dies liegt daran, dass die meisten Computer-Netzteile, die mit 230
V arbeiten, nicht dafür ausgelegt sind, 500 V standzuhalten. Hubs sind aufgrund ihrer
empfindlichen Niederspannungs-Datenleitungen besonders durch elektrische
Spannungsstöße gefährdet.
Spannungseinbruch
Spannungseinbrüche, wie wir sie hier betrachten, dauern weniger als eine Sekunde. Diese
Störungen treten auf, wenn die Spannung in einer Stromversorgung auf unter 80 % der
Nennspannung abfällt. Gelegentlich werden sie von überlasteten Stromkreisen verursacht.
Spannungseinbrüche können auch absichtlich von Stromversorgungsunternehmen
verursacht werden, die damit versuchen, die von Benutzern während den Spitzenzeiten
abgenommene Leistung zu reduzieren. Ebenso wie Spannungsstöße sind
Spannungseinbrüche für einen Großteil der Stromversorgungsprobleme in Netzen und den
angeschlossenen Computern verantwortlich.
Spannungsspitze
Bei einer Spannungsspitze handelt es sich um einen Impuls, der eine Überspannung in
einer Stromversorgung bewirkt. Spannungsspitzen dauern in der Regel 0,5 bis 100
Mikrosekunden. Vereinfacht gesehen bedeutet eine Spannungsspitze, dass Ihre
Stromversorgung in diesem Augenblick einem Spannungsimpuls von mindestens 450 V
ausgesetzt ist.
Schwingungen und Rauschen
Schwingungen werden gelegentlich auch als Oberwellen oder Netzspannungsverzerrung
bezeichnet. Eine häufige Ursache für Schwingungen sind extrem lange
Stromversorgungsleitungen, die wie eine Antenne wirken.
8.10.4 Ursachen von Spannungsstößen und Spannungsspitzen
Elektrische Spannungsstöße und -spitzen können zahlreiche Ursachen haben. Am
häufigsten werden sie wahrscheinlich durch einen in der Nähe einschlagenden Blitz
ausgelöst. Durch Induktion kann ein Blitzeinschlag in der Nähe auch Datenleitungen
beeinträchtigen. Vom lokalen Stromversorgungsunternehmen im Stromnetz durchgeführte
Schaltvorgänge können ebenfalls elektrische Spannungsstöße und -spitzen auslösen.
Andere Verursacher von Spannungsstößen und -spitzen können sich in Ihrer Schule, in
Ihrem Büro oder Gebäude befinden. Wenn beispielsweise Fahrstühle, Fotokopierer oder
Klimaanlagen vom Standby- in den Betriebsmodus schalten, verursachen sie kurzfristige
Spannungsabfälle und -stöße in der Stromversorgung.
8.10.5 Schäden durch Spannungsstöße und Spannungsspitzen
Spannungsspitzen oder -stöße können in allen empfindlichen elektronischen Einrichtungen
und Geräten, einschließlich Netzkomponenten, Schäden verursachen. Diese Schäden
können schwerwiegende Folgen haben. Dazu zählen unter anderem:





Sperrungen
Speicherverluste
Probleme beim Abrufen von Daten
geänderte Daten
verstümmelte Daten
Schutzprodukte können Ihre Datenverarbeitungskomponenten vor Schäden schützen, die
durch die direkte Einwirkung von Blitzschlag, Stromleitungen oder elektrostatische
Entladung verursacht werden. Geräte für den Primärschutz sollen Menschen und Gebäude
schützen und werden in der Regel auf der geregelten Seite eines Netzes vom
Ortsnetzbetreiber installiert. Der Primärschutz wird bei Blitzeinschlag, kreuzenden
Stromleitungen oder anderen Situationen aktiviert, bei denen hohe Spannungen entstehen.
Die Spannungsstöße werden dabei vom Gerät in die Erde abgeleitet. Geräte für den
Primärschutz reagieren jedoch nicht schnell genug, und ihre Blockierebenen sind nicht
genau genug, um die heutigen empfindlichen elektronischen Geräte zu schützen.
Sekundärschutz, der hinter dem Primärschutz installiert wird, stoppt schädliche
Spannungsstöße oder Ströme, die den Primärschutz überwinden.
1. Um die Systemkomponenten vor Spannungsstößen zu schützen, die zwischen dem
Gebäudezugang und den Komponenten auftreten, installieren Sie den InlineÜberspannungsschutz zwischen diesen beiden Punkten und so nahe wie möglich
bei den zu schützenden Komponenten.
2. Um die Systemkomponenten vor Spannungsstößen zu schützen, die zwischen den
Systemkomponenten und dem Arbeitsbereich auftreten, installieren Sie den InlineÜberspannungsschutz zwischen diesen beiden Punkten und so nahe wie möglich
bei den zu schützenden Komponenten.
3. Um die Komponenten im Arbeitsbereich zu schützen, die mit dem
Ortsnetzbetreiber, dem Campus-Backbone oder den Systemkomponenten
verbunden sind, installieren Sie den Inline-Überspannungsschutz so nahe wie
möglich bei den zu schützenden Komponenten, wenn die Komponenten im
Arbeitsbereich über mehrere Paare betrieben werden.
8.10.6 Lösungen für Spannungsstöße und Spannungsspitzen
Häufig werden Überspannungsschutzeinrichtungen eingesetzt, um durch Spannungsstöße
und -spitzen verursachte Probleme zu vermeiden. Theoretisch führt ein
Überspannungsschutz eintreffende Spannungsstöße oder -spitzen zur Erdleitung ab. In der
Praxis hat sich jedoch herausgestellt, dass eine Verteilung von
Überspannungsschutzeinrichtungen auf nur einen Teil der Komponenten die Gefahr
elektrischer Probleme erhöht. Falls beispielsweise ein Gerät nicht richtig geerdet ist, wenn
ein Überspannungsschutz einen Spannungsstoß zur Erde ableitet, erhöht er tatsächlich das
Erdungspotential. Die sich ergebenden Unterschiede in Erdungsspannungen können
elektrischen Strom erzeugen, der im Erdungsstromkreis fließt. In einem Erdungsstromkreis
fließender Strom kann ungeschützte Geräte beschädigen. Daher gilt für jede LANInstallation als Faustregel, alle Netzkomponenten mit einem Überspannungsschutz zu
versehen.
Wenn Ihr Netz für den Einsatz von Modems und Faxgeräten an eine Telefonleitung
angeschlossen ist, muss auch die Telefonleitung unbedingt mit einem
Überspannungsschutz ausgestattet werden. Blitzeinschläge in Telefonleitungen sind keine
Seltenheit. Sogar durch Blitzschlag verursachte Spannungsspitzen, die über
Telefonleitungen in nicht angeschlossene Netzkopplungselemente gelangen, können
Komponenten zerstören. Daher sollten Sie die Telefonleitung generell als Bestandteil des
Netzes betrachten. Wenn Sie ein Netzkopplungselement durch einen Überspannungsschutz
schützen, sollten Sie dies mit allen Geräten, einschließlich der Telefonleitung, auf dieselbe
Weise tun
8.10.7 Lösungen für Spannungseinbrüche
Während Überspannungsschutzeinrichtungen als Lösung bei Problemen mit
Spannungsstößen und -spitzen in Frage kommen, können sie das Auftreten von kurzen und
längeren Spannungseinbrüchen nicht verhindern. Ein Wechselspannungsabfall, der sich
einerseits nur als leichtes Flackern des elektrischen Lichts bemerkbar macht, kann zugleich
jedoch verheerende Schäden an Ihren Daten verursachen. Dies ist insbesondere dann der
Fall, wenn ein Stromausfall während der Aktualisierung eines Dateiverzeichnisses auftritt.
Durch einen derartigen Spannungseinbruch können das Verzeichnis, alle
Unterverzeichnisse und Dateien im Pfad verloren gehen.
Die Auswirkungen von Stromausfällen können Sie zwar verringern, indem Sie immer
aktuelle Datensicherungen erstellen, aber diese Maßnahme schützt Sie nicht vor dem
Verlust von Arbeitsdateien, die während des Stromausfalls auf Computern im Netz geöffnet
sind. Jedes Netz sollte über eine unterbrechungsfreie Stromversorgung verfügen.
8.10.8 Lösung für Schwingungen
Das Problem der Schwingungen lässt sich am besten durch eine Neuverkabelung lösen.
Obwohl diese Lösung vielleicht extrem und kostspielig erscheint, ist sie wahrscheinlich die
einzig zuverlässige Maßnahme, um vollständig störungsfreie, direkte Strom- und
Erdungsleitungen zu gewährleisten
8.11 Aspekte der Netzwerk-Stromversorgung:
Überspannungsschutz und unterbrechungsfreie
Stromversorgung (USV)
8.11.1
Überspannungsschutz:
Standorte von
Netzkopplungselementen
Überspannungsschutzeinrichtungen werden im Allgemeinen an Netzsteckdosen
angebracht, an die Netzkopplungselemente angeschlossen sind. Diese Art von
Überspannungsschutz verfügt über Schaltkreise, die speziell dafür ausgelegt sind,
Beschädigungen von Netzkopplungselementen durch Spannungsstöße und -spitzen zu
verhindern. Ein Metalloxid-Varistor (MOV) wird am häufigsten für diese Art von
Überspannungsschutz eingesetzt. MOVs schützen Netzkopplungselemente, indem sie bei
Spannungsstößen und -spitzen auftretende Ströme zur Erdung ableiten. Vereinfacht
betrachtet handelt es sich bei einem Varistor um ein Gerät, das höhere Ströme ohne
Schaden aufnehmen kann. MOVs können in einem 230-V-Stromkreis Spannungsstößen bis
zu 500 V standhalten.
Leider bieten MOVs den daran angeschlossenen Netzkopplungselementen keinen
wirkungsvollen Schutz. Der Grund dafür ist, dass die Erde zugleich als gemeinsamer
Bezugspunkt für Datensignale auf ihrem Weg zum und vom Computer dient. Das Ableiten
von Spannungsstößen in Stromleitungen in der Nähe von Computern kann zu Problemen
führen. Während diese Art der Spannungsableitung einerseits Schäden an der
Stromversorgung verhindern kann, kann sie anderseits immer noch eine Verstümmelung
von Daten bewirken.
Wenn Überspannungsschutzeinrichtungen, die in unmittelbarer Nähe von
Netzkopplungselementen angebracht sind, große Ströme in die gemeinsame Erde ableiten,
kann dies zu erheblichen Spannungsunterschieden zwischen den Netzkopplungselementen
führen. In diesen Geräten können dadurch Datenverluste auftreten und möglicherweise
Schaltkreise beschädigt werden.
Sie sollten zudem beachten, dass diese Art von Überspannungsschutz nur eine begrenzte
Lebensdauer aufweist, die zum Teil von der Einsatzhäufigkeit und der Wärmeeinwirkung
abhängig ist. Aus all diesen Gründen stellt diese Art von Überspannungsschutz nicht die
optimale Lösung für Ihr Netz dar.
8.11.2 Überspannungsschutz: für Stromverteilerstandorte
Zur Vermeidung von Problemen im Zusammenhang mit Spannungsstößen können Sie
einen handelsüblichen Überspannungsschutz verwenden, anstatt individuelle
Überspannungseinrichtungen für jede einzelne Arbeitsstation zu installieren. Dieser
Überspannungsschutz sollte an jedem Stromverteiler und nicht in der Nähe von
Netzkopplungselementen angebracht werden. Durch die Installation eines handelsüblichen
Überspannungsschutzes in der Nähe des Stromverteilers lassen sich die Auswirkungen von
in die Erde abgeleiteten Spannungsstößen und -spitzen auf das Netz verringern.
8.11.3 USV: für bestimmte LAN-Geräte
Probleme im Zusammenhang mit kurzen und längeren Spannungseinbrüchen lassen sich
am besten durch den Einsatz von unterbrechungsfreien Stromversorgungen (USVs)
vermeiden. In welchem Umfang ein LAN mit USVs ausgestattet werden muss, ist unter
anderem von folgenden Faktoren abhängig: Budget, Art der Dienste, die das LAN bietet,
Häufigkeit von regionalen Stromausfällen sowie deren typische Dauer. Zumindest jeder
Fileserver im Netz sollte mit einer zusätzlichen Stromversorgung für den Notfall ausgerüstet
sein. Wenn aktive Hubs für die Verkabelung erforderlich sind, müssen diese ebenfalls mit
einer zusätzlichen Stromversorgung ausgestattet werden. In Netzen, in denen z. B. Hubs,
Bridges und Router als Netzkopplungselemente eingesetzt werden, müssen diese mit einer
zusätzlichen Stromversorgung versehen werden, um Systemausfälle zu vermeiden. Wo
immer es möglich ist, sollten alle Netzbereiche über eine zusätzliche Stromversorgung für
den Notfall verfügen. Wie jeder Netzadministrator weiß, nützt ein funktionierender Server
und ein störungsfreies Kabelsystem wenig, wenn nicht gewährleistet ist, dass die Computer
nicht abstürzen, bevor die Benutzer ihre Tabellenkalkulations- oder
Textverarbeitungsdateien sichern können.
8.11.4 USV: bei bestimmten elektrischen Problemen
Bei Spannungseinbrüchen handelt es sich in der Regel um relativ kurzzeitige
Unterbrechungen der Stromversorgung, die z. B. durch einen Blitzschlag verursacht
werden. Dadurch entsteht eine Spannungsüberlastung, die einen Schutzschalter auslöst.
Da Schutzschalter automatisch zurückgesetzt werden, können sie vom umgebenden
Stromnetz aus arbeiten und die Quelle eines Kurzschlusses ermitteln, um die
Stromversorgung wiederherzustellen. Dies geschieht im Allgemeinen innerhalb von
Sekunden oder Minuten.
Länger andauernde Stromausfälle können jedoch auftreten, wenn Ereignisse wie z. B. ein
schwerer Sturm oder Hochwasser zu einer physischen Unterbrechung des
Stromversorgungssystems führen. Anders als bei kurzzeitigen Stromausfällen ist bei dieser
Art der Betriebsunterbrechung in der Regel der Einsatz von Servicepersonal für die
Reparaturarbeiten erforderlich.
Unterbrechungsfreie Stromversorgungen sind nur für die Überbrückung kurzzeitiger
Stromausfälle ausgelegt. Wenn ein LAN eine unterbrechungsfreie Stromversorgung
benötigt, die auch mehrere Stunden dauernde Stromausfälle überbrücken kann, ist
zusätzlich zu einer USV ein Generator erforderlich. Können Sie sich Situationen vorstellen,
in denen ein LAN einen zusätzlichen Generator für die Notfall-Stromversorgung benötigt?
8.11.5 USV: Komponenten
Eine USV besteht aus Akkus, einem Akku-Ladegerät und einem Wechselrichter. Diese
Komponenten erfüllen folgende Funktionen:

Wechselrichter - wandelt die niedrige Gleichspannung des Akkus in die


Wechselspannung um, mit der die Netzkopplungselemente normalerweise aus dem
Stromnetz versorgt werden.
Akku-Ladegerät sorgt dafür, dass die Akkus in Zeiten, in denen das
Stromversorgungssystem störungsfrei arbeitet, immer optimal aufgeladen sind.
Akkus - Als Faustregel gilt, je größer die Akkus einer USV, desto länger können sie
Netzkopplungselemente während eines Stromausfalls mit Strom versorgen.
8.11.6 USV: Unterschiede zwischen den USV-Funktionen
Zahlreiche Hersteller haben USV-Systeme entwickelt. Sie unterscheiden sich in: der
Speicherkapazität der Akkus, der Leistung des Wechselrichters und der Betriebsart (ob sie
ständig in Betrieb sind oder nur, wenn die Eingangsspannung einen bestimmten Wert
unterschreitet). Der Preis einer USV steigt mit den Funktionen, die sie bietet.
8.11.7 USV: Beschreibung und Betrieb
Normalerweise werden preisgünstige USV-Systeme, die weniger Funktionen bieten, nur als
Standby-Stromversorgungssysteme eingesetzt. Das heißt, sie überwachen die
Stromversorgung. Sobald ein Problem auftritt, schaltet die USV auf den akkubetriebenen
Wechselrichter um. Die für diese Umschaltung erforderliche Zeitspanne wird Umschaltzeit
genannt. In der Regel ist die Umschaltzeit nur kurz und stellt für die meisten modernen
Computer, die darauf ausgerichtet sind, sich mindestens 100 Millisekunden von ihrer
eigenen Stromversorgung speisen zu lassen, kein Problem dar.
Teurere USV-Systeme, die mehr Funktionen bieten, arbeiten normalerweise online. Das
heißt, sie liefern ständig Spannung von den akkugetriebenen Wechselrichtern. Während
dieses Vorgangs werden ihre Akkus weiterhin aus der Netzleitung aufgeladen. Da ihre
Wechselrichter ständig frisch generierten Wechselstrom liefern, bieten diese USV-Systeme
einen zusätzlichen Vorteil: Sie gewährleisten, dass keine Spannungsspitzen aus dem
Stromversorgungsnetz in die von ihnen versorgten Netzkopplungselemente gelangen.
Sobald die Netzversorgung ausfällt, schalten die Akkus der USV reibungslos vom
Aufladevorgang zur Stromversorgung für den Wechselrichter um. Auf diese Weise wird die
erforderliche Umschaltzeit bei diesem USV-Typ auf Null reduziert.
Andere USV-Produkte gehören zu einer Hybridkategorie. Obwohl sie wie Online-Systeme
aussehen, sind ihre Wechselrichter nicht ständig in Betrieb. Aufgrund dieser Unterschiede
sollten Sie sich genau über die Funktionen der USV informieren, mit der Sie Ihre LANInstallation ausstatten möchten.
Eine gute USV sollte auf jeden Fall mit dem Fileserver kommunizieren können. Dies ist
wichtig, damit der Fileserver zum Schließen von Dateien aufgefordert werden kann, wenn
die Akkuleistung der USV zur Neige geht. Darüber hinaus berichtet eine gute USV über
Vorkommnisse, bei denen der Server nach einem Stromausfall auf Akkustrom umschaltet,
und gibt diese Informationen an alle Arbeitsstationen im Netz weiter.