Anwendbare Kabel: CAT5 / CAT5E / CAT6 / CAT6A / CAT7 / CAT8

CAT-Netzwerkkabel
CAT-Netzwerkkabel, auch Twisted-Pair-Kabel genannt, sind die gebräuchlichste und am weitesten verbreitete Art von Netzwerkkabeln. Sie umfassen verschiedene Standards wie Cat5e, Cat6, Cat6a und Cat7, jeweils mit unterschiedlichen Leistungsmerkmalen und Anwendungsszenarien.

Klassifizierung nach Abschirmungstyp
Unshielded Twisted Pair (UTP): Die meisten verwendeten Netzwerkkabel sind von diesem Typ. Obwohl sie externen Störungen nicht vollständig widerstehen können, verwenden sie eine Methode zur Einführung von Störsignalen. Diese Signale werden magnetisch an die Leiter gekoppelt, und die eng verdrillten Paare absorbieren die Störungen und erzeugen ein Gleichtaktsignal. Auf der Empfängerseite kann dieses Signal durch Differenzleitungen ausgelöscht werden, sodass das ursprüngliche Signal analysiert werden kann.
Shielded Twisted Pair (FTP): Diese Kabel bieten eine gute Störfestigkeit und eignen sich für Umgebungen mit hohen elektromagnetischen Störungen.

Strukturmerkmale von Netzwerkkabeln
Twisted-Pair-Kabelstruktur:
Twisted-Pair-Kabel sind Übertragungsmedien, die Telefonleitungen ähneln, wobei jeder Draht isoliert und zur Identifizierung farblich gekennzeichnet ist. Der Zweck der Verdrillung zweier Leiter besteht darin, elektromagnetische Störungen (EMI) von anderen Paaren und externen Quellen zu beseitigen.
Um Interferenzen zwischen Paaren zu vermeiden, wird jedes Paar mit einer anderen Geschwindigkeit verdrillt. Typischerweise ist das weiß-orange/orange Paar eng verdreht, während das weiß-braun/braune Paar spärlich angeordnet ist.
Twisted Pairs reagieren empfindlich auf elektromagnetische Störungen und können sogar ausfallen. Die Integrität der Verdrehung ist ein entscheidender Faktor und muss während der Installation gewahrt bleiben. Wiederholte Handhabung kann die Verdrillungssteigung verändern und möglicherweise zu Kabelschäden führen. Um die Verdrillung der Paare zu kontrollieren, werden Lösungen wie Hochleistungsnetzwerkkabel oder Bonded-Pair-Kabel eingesetzt.

Leistungsmerkmale verschiedener Arten von CAT-Netzwerkkabeln
Cat5e (erweitertes Netzwerkkabel der Kategorie 5e)
Die Leistung von Cat5e-Kabeln hat sich im Vergleich zu Cat5-Kabeln deutlich verbessert. Sie bieten eine geringere Dämpfung, geringeres Übersprechen und einen höheren ACR sowie ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis und geringere Zeitverzögerungsunterschiede. Mit einer maximalen Bandbreite von 100 MHz und einem Standardquerschnitt von 24 AWG eignen sich diese Kabel für Gigabit-Ethernet-Netzwerke und können den täglichen Netzwerkbedarf der meisten Haushalte und Büros decken.

Cat6 (Netzwerkkabel der Kategorie 6)
Die Übertragungsleistung von Cat6-Kabeln übertrifft den erweiterten Standard der Kategorie 5e bei weitem und ist somit ideal für Netzwerkübertragungsanwendungen mit Gigabit-Geschwindigkeit. Mit einer Übertragungsbandbreite von 250 MHz weisen diese Kabel im Vergleich zu Kabeln der erweiterten Kategorie 5e eine verbesserte Leistung bei Übersprechen und Rückflussdämpfung auf. Die gute Rückflussdämpfungsleistung ist für Vollduplex-Hochgeschwindigkeitsnetzwerkanwendungen der neuen Generation von entscheidender Bedeutung und sie eignen sich für Anwendungen mit Übertragungsraten über 1 Gbit/s.

Cat6a (erweitertes Netzwerkkabel der Kategorie 6)
Als Verbesserung gegenüber Cat6 werden Cat6a-Kabel hauptsächlich in Zehn-Gigabit-Netzwerken verwendet. Mit einer Übertragungsbandbreite von 500 MHz und einer maximalen Übertragungsgeschwindigkeit von 10 Gbit/s weisen sie im Vergleich zu Cat6-Kabeln eine deutlich bessere Leistung im externen Übersprechen und anderen Bereichen auf.

Cat7 (Netzwerkkabel der Kategorie 7)
Im Gegensatz zu früheren Kategorien handelt es sich bei Cat7-Kabeln um geschirmte Twisted-Pair-Kabel, die hauptsächlich für Anwendungen und Entwicklungen der 10-Gigabit-Ethernet-Technologie verwendet werden. Bei einer minimalen Übertragungsbandbreite von 600 MHz und einer Übertragungsrate von bis zu 10 Gbit/s verfügt jedes Adernpaar in Cat7-Kabeln über eine individuelle Abschirmung, und alle vier Paare sind von einer gemeinsamen großen Abschirmung umgeben. Durch die zusätzliche Schirmung ergibt sich ein größerer Kabeldurchmesser. In Bezug auf die Verbindungshardware erfordern Cat7-Systeme, dass die Steckverbinder für alle Adernpaare ein kombiniertes Nahnebensprechen von mindestens 60 dB bei 600 MHz bieten.

Cat8 (Netzwerkkabel der Kategorie 8)
Es handelt sich um die neue Generation doppelt geschirmter (SFTP) Netzwerkkabel. Die Cat8-Kabel verfügen über zwei Signalpaare und unterstützen eine Bandbreite von 2000 MHz mit Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 40 Gbit/s. Allerdings ist ihre maximale Übertragungsdistanz auf 30 Meter begrenzt, wodurch sie sich für Kurzstreckenverbindungen in Rechenzentren zwischen Servern, Switches, Patchpanels und anderen Geräten eignen. Obwohl sie für Rechenzentren, Hochgeschwindigkeits- und bandbreitenintensive Umgebungen geeignet sind, haben sie im Vergleich zu Cat7-/Enhanced Cat7-Kabeln eine kürzere Übertragungsdistanz und übertreffen letztere in Bezug auf Geschwindigkeit und Frequenz bei weitem. Und es unterscheidet sich auch deutlich von Enhanced Cat5e-, Cat6/Enhanced Cat6-Kabeln in Bezug auf Rate, Frequenz, Übertragungsentfernung und Anwendungen.

Historische Entwicklung und Entwicklung verschiedener Arten von CAT-Netzwerkkabeln
CAT1: Die maximale Frequenzbandbreite des Kabels beträgt 750 kHz und wird im Gegensatz zur Datenübertragung für Alarmsysteme oder nur für die Sprachübertragung (vor den frühen 1980er Jahren hauptsächlich für Telefonkabel verwendet) verwendet.
CAT2: Die maximale Frequenzbandbreite des Kabels beträgt 1 MHz und wird für die Sprachübertragung und Datenübertragung mit einer maximalen Rate von 4 Mbit/s verwendet, die häufig in älteren Token-Netzwerken verwendet wird, die die 4 Mbit/s-Spezifikation des Token-Passing-Protokolls verwenden.
CAT3: Die Übertragungsfrequenz beträgt 16 MHz, die maximale Übertragungsrate beträgt 10 Mbit/s (10 Mbit/s), wird hauptsächlich für Sprache, 10 Mbit/s Ethernet (10BASE - T) und 4 Mbit/s Token Ring verwendet. Die maximale Segmentlänge beträgt 100m. Es verwendet die RJ-Form des Steckers und ist inzwischen vom Markt verschwunden.
CAT4: Die Übertragungsfrequenz beträgt 20 MHz, wird für Sprachübertragung und Datenübertragung mit einer maximalen Übertragungsrate von 16 Mbit/s (bezogen auf den 16 Mbit/s-Token-Ring) verwendet und wird hauptsächlich für tokenbasierte LANs und 10BASE-T/100BASE-T verwendet. Die maximale Länge des Netzwerksegments beträgt 100 m. Es verwendet RJ-Anschlüsse und ist nicht weit verbreitet.
CAT5: Diese Kabel verfügen über eine maximale Frequenzbandbreite von 100 MHz und eine Datenübertragungsrate von 100 Mbit/s und eignen sich für Sprachübertragung und Datenübertragung mit einer Geschwindigkeit von 100 Mbit/s. CAT5-Kabel werden hauptsächlich für 100BASE-T-Ethernet verwendet, haben eine maximale Segmentlänge von 100 Metern und verwenden RJ-Stecker. Aufbauend auf der Leistung von CAT5 sind CAT5e-Kabel für Gigabit-Ethernet-Anwendungen (1000 Mbit/s) konzipiert.
CAT6: Mit einem Übertragungsfrequenzbereich von 1 MHz bis 250 MHz gewährleisten CAT6-Verkabelungssysteme einen erheblichen Spielraum beim Power Sum Alien Crosstalk Ratio (PS-ACR) bei 200 MHz und bieten die doppelte Bandbreite von Cat5e. Ideal für Anwendungen mit Datenraten über 1 Gbit/s. Die CAT6-Verkabelung folgt einer Sterntopologie mit einer maximalen Permanent-Link-Länge von 90 Metern und einer Kanallänge von maximal 100 Metern. CAT6e ist eine Verbesserung von CAT6. Die CAT6e-Kabel behalten den gleichen Frequenzbereich und die maximale Datenrate von 1000 Mbit/s bei, verbessern jedoch die Leistung in Bezug auf Übersprechen, Dämpfung und Signal-Rausch-Verhältnis. Sie verfügen über eine kreuzförmige Trennung zwischen den vier verdrillten Paaren.
CAT7: CAT7-Kabel wurden für die 10-Gigabit-Ethernet-Technologie entwickelt und verfügen über eine Abschirmung für jedes Adernpaar und eine zusätzliche gemeinsame Abschirmung für alle vier Paare. Im Hinblick auf die Möglichkeit, Hardware anzuschließen, erfordern die Parameter des Cat7-Systems, dass der Anschluss-Header bei 600 MHz liegt, wenn alle Kabelpaare mindestens 60 DB an integrierter Stringwicklung am nahen Ende bereitstellen.
CAT8: Der relevante Standard wurde 2016 offiziell vom TR-43-Komitee der Communications Industry Association of America (TIA) veröffentlicht und entspricht dem IEEE802.3bq25G/40GBASE-T-Standard. Der Standard legt die Mindestübertragungsrate für Cat8-Netzwerkkabel zur Unterstützung von 25-Gbit/s- und 40-Gbit/s-Netzwerkkabeln fest und entspricht dem ANSI/TIA-568-C.2-1-Standard. Es spezifiziert außerdem Kanal- und Permanentverbindungen für Cat8-Netzwerkkabel und enthält Grenzwerte für Widerstandsungleichgewichte, TCL und ELTCTL.

Anwendungsszenarien für verschiedene Arten von CAT-Netzwerkkabeln
Cat5e: Dieser Kabeltyp ist ideal für alltägliche Netzwerkanforderungen in Privathaushalten und Büros, wie zum Beispiel allgemeines Surfen im Internet und Dateifreigabe. Mit der Fähigkeit, Gigabit-Geschwindigkeiten zu unterstützen, ist Cat5e für typische Netzwerknutzungsszenarien mehr als ausreichend.
​Cat6: Wird häufig in Netzwerkumgebungen eingesetzt, die höhere Datenraten und eine robuste Störfestigkeit erfordern, wie z. B. Rechenzentren und Unternehmensnetzwerke sowie Heimnetzwerke mit höheren Netzwerkanforderungen. Cat6 verfügt über eine Übertragungsbandbreite von 250 MHz, wodurch es für Gigabit-Netzwerkanwendungen geeignet ist und den Anforderungen anspruchsvollerer Netzwerkszenarien gerecht wird.
Cat6a: Aufgrund seiner verbesserten Leistung beim externen Übersprechen und einer Übertragungsbandbreite von 500 MHz wird Cat6a vor allem in 10-Gigabit-Netzwerken eingesetzt. Es eignet sich besonders gut für große Unternehmensnetzwerke und Rechenzentren, bei denen eine schnelle und stabile Netzwerkübertragung von entscheidender Bedeutung ist.
Cat7: Als geschirmtes Twisted-Pair-Kabel eignet sich Cat7 hervorragend für Anwendungen mit 10-Gigabit-Ethernet-Technologie. Es eignet sich hervorragend für Übertragungen über große Entfernungen und erreicht Entfernungen von bis zu 100 Metern mit 10 Gbit/s. Dadurch eignet es sich ideal für Hochgeschwindigkeits- und störungsresistente Umgebungen, wie zum Beispiel Premium-Rechenzentren und professionelle Netzwerkinstallationen.
Cat8: Trotz der begrenzten maximalen Übertragungsentfernung von 30 Metern unterstützt Cat8 eine Bandbreite von 2000 MHz und eine Übertragungsrate von bis zu 40 Gbit/s. Es wird typischerweise für Kurzstreckenverbindungen innerhalb von Rechenzentren verwendet, beispielsweise zwischen Servern, Switches, Verteilertafeln und anderen Geräten, und eignet sich für Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungsszenarien über kurze Distanzen in Rechenzentren.

PROFINET Industrial Ethernet-Kabel
Überblick
PROFINET-Kabel sind industrielle Ethernet-Kabel, die auf Basis des PROFINET-Protokolls entwickelt wurden und vor allem in verschiedenen Bereichen wie der industriellen Automatisierungsproduktion, Schienenfahrzeugen und Seeschiffen eingesetzt werden. Diese Kabel sind mit mehreren industriellen Ethernet-Kommunikationsprotokollen kompatibel, einschließlich EtherCAT und EtherNet/IP, und gewährleisten so eine stabile und zuverlässige Übertragungsleistung auch in rauen Industrieumgebungen.

Anwendungen
Industrielle Automatisierungsproduktion: Wird für die Verkabelung von Maschinen, Geräten, Instrumenten und Schaltschränken verwendet.
Schienenfahrzeuge: Sorgt für eine stabile und sichere Signalübertragung in Schienenverkehrssystemen.
Seeschiffe: Unterstützt eine effiziente Datenübertragung in Schiffskommunikationssystemen.

Typen und Funktionen
Typ A
Merkmale: Geeignet für feste Anwendungen, erfüllt die Leistungsstandards von CAT5e.
Anwendungen: Hauptsächlich für die Verkabelung in Maschinen, Geräten, Instrumenten und Schaltschränken verwendet.

Typ B
Merkmale: Konzipiert für Installationen, bei denen Biegungen auftreten können, und hält gelegentlichen Bewegungen oder Vibrationen stand.
Anwendungen: Geeignet für Umgebungen mit potenzieller Biegung, wie z. B. bestimmte industrielle Automatisierungsgeräte.

Typ C
Merkmale: Ideal für Schleppkettenanwendungen oder sich häufig bewegende Umgebungen.
Anwendungen: Geeignet für Bewegungssteuerungssituationen, z. B. Roboterarme und andere Geräte, die häufige Bewegungen erfordern.

Technische Spezifikationen
Temperaturbereich:
Feste Anwendungen: -45 °C bis 120 °C;
Mobile Anwendungen: -40°C bis 110°C.
Betriebstemperatur des Leiters: 120 °C.
Prüfspannung: 2000 V/min (AC).
Charakteristische Impedanz: 100 ± 15 Ω.
Biegeradius: Für feste Anwendungen beträgt er 10D (D bedeutet Kabeldurchmesser).

Konstruktion
Leiter: Massiver blanker Kupferleiter, Durchmesser 0,64 mm (22 AWG/1).
Isolierung: PE (Polyethylen).
Innenmantel: TPE (Thermoplastisches Elastomer).
Abschirmung: Abschirmung aus Aluminiumfolie mit Geflecht aus verzinntem Kupfer.
Außenmantel: Polyurethan PUR auf Polyetherbasis.