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Messtechnik: Den Bandbreitenhunger stillen

Fortsetzung des Artikels von Teil 1.

Neue Übertragungsraten bis zehn GBit/s

Mit den neuen Übertragungsraten sind auch die Anforderung an die Qualifizierer gestiegen. Somit findet sich eine neue Generation von Qualifizierern auf dem Markt, die es dem Endanwender ermöglichen, leicht und schnell Verkabelungen für bis zu zehn GBit/s zu qualifizieren und dies zu dokumentieren. Die Hersteller von Netzwerkqualifizierern waren sich bei den unterstützten Übertragungsraten weiterhin einig, jedoch nicht bei der notwendigen Kombination aus Tests und Messungen. Einfache Kabeltests zum Beispiel unterstützen alle Geräte. Bei Tests, die auf die Qualifizierung abzielen, gibt es jedoch erhebliche Unterschiede zwischen den Geräten. Abgesehen von einfachen Verdrahtungstests haben sich drei verschiedene Tests beziehungsweise Messungen im Bereich der Qualifizierung etabliert:

  • Signal Rausch Abstand (SNR): Dabei wird der Abstand zwischen Nutzsignal und Störsignalen auf der Übertragungsleitung gemessen. Wenn der Abstand zu gering wird, kann der Empfänger die Daten nicht mehr vom Stör-Rauschen trennen. Gerade bei ungeschirmten Leitungen kann störendes Rauschen aufgrund der fehlenden Schirmung schnell zum Problem werden und die Datenübertragung behindern.
  • Bit-Fehlerraten-Test (BERT): Die einfachste Methode, um eine Übertragungsgeschwindigkeit zu testen, stellt der Bit-Fehlerraten-Test (BitErrorRateTest) dar. Dabei werden mit maximaler Geschwindigkeit Daten von einem Hauptgerät über eine Remote-Einheit und wieder zurück geschickt. In Folge werden diese darauf ausgewertet, ob und wie viele Bits gestört wurden beziehungsweise verloren gegangen sind. Dieser Test muss zehn Sekunden ohne ein defektes Bit laufen, um als „bestanden“ zu gelten.
  • Laufzeitverzögerung (Delay Skew): Es wird gemessen, wie groß der Unterschied der Signallaufzeit zwischen den einzelnen Adern-paaren ist. Seit der Nutzung von Gigabit-Ethernet werden alle vier Adernpaare gleichzeitig zur Datenübertragung genutzt. Dabei zerlegt der Sender das Datenpaket und sendet die einzelnen Teile parallel auf den vier Paaren. Der Empfänger muss dann das Paket wieder zusammensetzen. Wenn der Laufzeitunterschied zwischen den einzelnen Paketteilen zu groß ist, kann der Empfänger das Paket nicht mehr richtig zusammensetzen und verwirft es.

Die unterschiedlichen Herangehensweisen dieser drei Tests zeigt schon deutlich, dass nur eine Kombination aller drei Tests, zusätzlich zu den einfacheren Verdrahtungstests und einer Längenmessung, eine wirklich stichhaltige Aussage über die verwendeten passiven Komponenten geben kann. Oft unterstützen aktuell auf dem Markt befindliche Qualifizierer allerdings nur einen oder zwei der genannten Tests.

Sicher versorgt mit PoE
Ein immer wichtiger werdender Anteil ist der Test von Power-over-Ethernet-Versorgungen (PoE). Immer mehr Geräte werden nur noch über PoE mit Spannung versorgt. Der Vorteil dabei ist, dass nur noch ein Kabel, nämlich das Netzwerkkabel, als einzige Leitung zum Gerät benötigt wird. Separate Spannungsversorgungen für jedes Gerät können somit entfallen. Versorgt werden die Geräte dann oft über zentrale Einspeisungen. Immer mehr Switche bieten diese Funktionalität bereits. Aufgrund der Komplexität der vielen möglichen PoE-Konfigurationen ist jedoch das reine Messen der Spannung mit konventionellen Messgeräten nicht mehr ausreichend. Ein viel gesehener Defekt bei PoE-Versorgungen ist, dass die Treiber zwar im Leerlauf die richtige Spannung zur Verfügung stellen, aber auf einen Bruchteil einbrechen, sobald diese mit einem Verbraucher belastet wird. Gute Geräte erkennen einen Spannungseinbruch, indem sie die Versorgung mit Widerständen belasten. Auch muss geprüft werden, welche PoE-Klassen (Betriebsarten) die Versorgung unterstützt. Dadurch kann vermieden werden, dass die IP-Kamera, die eben bei der Konfiguration auf dem Schreibtisch noch funktioniert hat, an ihrem endgültigen Bestimmungsort nicht startet.