Kurz erklärt: Netzwerkkabel der Kategorie 8
On the Line
Auch Ethernet mit 25 und 40 GBit/s lässt sich noch über Kupferkabel betreiben. Standards für neue Kabel und Steckverbinder der Kategorie 8 befinden sich in der Finalisierung.
Ethernet und Kupferkabel verbindet, dass sie schon mehrfach totgesagt wurden, aber letztlich allen Technologiesprüngen gewachsen waren. Schon Gigabit-Ethernet galt als letzter Standard, der noch mit Kupferkabel funktioniert; bei 10GE wurden ursprünglich nur die Varianten für Lichtwellenleiter (LWL) entwickelt. Doch bei allen gebetsmühlenartig wiederholten Vorteilen von Glasfaser zeigten sich in der Praxis immer wieder die Vorteile von Kupfer: einfache Handhabung, niedrigere Kosten, die (mindestens teilweise) Nutzung vorhandener Kabel und Steckverbinder sowie die Fähigkeit zur Stromversorgung (Power over Ethernet).
So wurde mit 10GBase-T auch für 10GE ein Standard für Twisted Pair entwickelt, der sogar die volle Segmentlänge von 100 m vorsieht. Allerdings sind dafür neue Kabel der Kategorie 7 nötig, die Bandbreiten bis zu 600 (Cat 7) und 1000 MHz (Cat 7A) beherrschen. Für einen Bruch sorgte die Notwendigkeit neuer Steckverbinder als Nachfolger für RJ-45, was zu mehreren herstellerspezifischen Systemen führte.
Mit der Entwicklung von 40GE wurden wiederum zunächst nur die Glasfaserstandards verabschiedet. Ein früher Kupferstandard, nämlich 40GBASE-CR4, nutzt die wenig verbreiteten Twinaxialkabel mit einer Längenbeschränkung auf sieben Meter. Erste Überlegungen zu neuen Twisted-Pair-Kabeln einer Kategorie 8 zur Gebäudeverkabelung mit vollen Segmentlängen wurden zugunsten eines Einsatzszenarios im Rechenzentrum mit eingeschränkten Entfernungen nicht weiterverfolgt: Schließlich werden 40GE-Ports fast ausschließlich dort installiert.
Neue Standards: 25GBase-T und 40GBase-T
Im Juni 2016 verabschiedete die IEEE die Standards 25GBase-T und 40GBase-T, die eine Übertragung über vierpaarige symmetrische Kupferverkabelung definieren. Durch Beibehaltung der Beschaltung besteht Abwärtskompatibilität wesentlicher Ethernet-Funktionen wie Auto-Negotiation zum Aushandeln der maximalen Übertragungsrate. Dies war möglich, weil gleichzeitig die ISO/IEC an den technischen Parametern der Verkabelung arbeitete.
Die Norm sieht die beiden Varianten Kategorie 8.1 (Link-Klasse I) und Kategorie 8.2 (Link-Klasse II) vor. In den Datenblättern der Kabelhersteller findet sich die klare Nomenklatur allerdings nicht immer wieder, da die amerikanische Normungsinstanz ANSI/TIA nur eine Kategorie 8 beschreibt, die gegenwärtig der ISO-Kategorie 8.1 entspricht. Eine Class-II-Spezifikation befindet sich in der Konzeptphase.
Die Kabel unterstützen Bandbreiten bis zu 2 GHz. Die maximale Kabellänge wurde auf 30 m reduziert, um den Energiebedarf der 40GBase-T-Chipsätze in Grenzen zu halten. Das soll für 80 Prozent der in Rechenzentren verwendeten Kabellängen ausreichen. Für End-of-Row-Anschlüsse (EoR) erlaubt der Standard eine maximale Entfernung von 30 m und maximal zwei Steckverbindungen.
Zum Einsatz kommen doppelt geschirmte, verdrillte Kupferkabel, sogenannte Screened Shielded Twisted Pair Cable (S/STP), bei denen jedes Adernpaar eine eigene Schirmung zusätzlich zur Schirmung des Kabels erhält. Kommt dafür statt eines Drahtgeflechtes eine Metallfolie zum Einsatz, so wird dies als Screened Foiled Twisted Pair (S/FTP) bezeichnet. Doppelt geschirmte Kabel finden bereits für Cat 7 und teilweise für Cat 6 Verwendung.
Die Entwicklung von Komponenten der Kategorie 8.1 setzt auf Cat 6 auf, Kategorie 8.2 auf Cat 7. Daher bietet nur Kategorie 8.2 volle Abwärtskompatibilität zu Kategorie 7, 7A und allem darunter. Equipment nach Kategorie 8.1 arbeitet nur mit Cat 6 zusammen, nicht mit Cat 7 und Cat 7A, aber ist steckkompatibel zu RJ-45 – die Abkehr vom RJ-45-Format war ein Grund für die zögerliche Verbreitung von Cat 7. Allerdings sind Cat-8.1-Steckverbinder deutlich aufwendiger aufgebaut als klassische RJ-45-Stecker, da ein eingebauter Schaltkreis Verbindungsparameter wie Übersprechen und Dämpfung steuert.
Für Kabel der Kategorie 8.2 haben sich mehrere herstellerspezifische Steckverbinder etabliert. Der GG45-Stecker von Nexans behält die Maße von RJ-45 bei und stellt über die acht klassischen RJ-45-Pins die Abwärtskompatibilität sicher. Vier sogenannte High Speed Pins auf der Oberseite sorgen für Geschwindigkeiten oberhalb von 10 GBit/s. Siemons TERA-Stecker ist hingegen ein bereits für Cat 7 verwendetes neues Format.
Ob es auch für 50GE und 100GE noch Möglichkeiten zur Übertragung über Kupfer geben wird, ist gegenwärtig offen. Komponenten der Kategorie 8.2 verfügen aber durchaus noch über Reserven. Bei den Kabelherstellern laufen bereits Forschungsprojekte für 100GE. (odi)