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1. Grundlagen
1.1 Simplex, Halfduplex und Duplex
Damit werden die verschiedenen Arten der Punkt-zu-Punkt Datenübertragung und Richtungsabhängigkeit von Kommunikationskanälen beschrieben. Dazu soll im folgenden
jeweils eine Analogie aus der Eisenbahnwelt und ein Praxisbeispiel dienen:
- 1-Kanal Simplex → Unidirektional
- 1-Kanal Half-Duplex → Bidirektional (z.B.: Historische Ethernetverkabelung 10Base5, Yellow-Cable, Hub etc.)
- 2-Kanal (Voll)-Duplex → Bidirektional (z.B.: Ethernet 10BaseT mit Kabel der Kategorie CAT3)
- 4-Kanal (Voll)-Duplex → Bidirektional (z.B.: Ethernet 1000BaseT mit Kabel der Kategorie CAT5e)
- 4-Kanal-HiSpeed (Voll)-Duplex → Bidirektional (z.B.: Ethernet 10GBaseT mit Kabel der Kategorie CAT7)
1.2 Netzwerktopologie
Die Topologie bezeichnet bei einem Computernetz die Struktur der Verbindungen
mehrerer Geräte untereinander, um einen gemeinsamen Datenaustausch zu gewährleisten.
Historisches Ethernet entspricht einer Bus-Topologie (z.B. Yellow-Cable). Aktuelles Ethernet entspricht einer Stern/Baum-Topologie.
Und so werden in einem modernen Netzwerk die Geräte (PC, Server, Switch etc.) untereinander verbunden:
(Zum Thema Switch, Router und xDSL-Modem in einem anderen Beitrag mehr.)
2. Das Ethernetkabel
2.1 Draht, Litze oder Glasfaser?
Draht:
Litze:
- Starr, bricht bei mehrmaligem Biegen und muss darum in einem Kabelkanal geführt (fixiert) verlegt werden.
- Billiger in der Produktion.
- Vorteile dank Stabilität beim Verlegen (Durchstossen) durch Kabelkanäle.
- Lässt sich nicht crimpen (Siehe RJ45-Steckerherstellung).
- Kann bei Steckdosenmontage (Schneidklemmen, Schraubverbindungen) verwendet werden.
- Verwendung in UGV-Verkablungen:
Universelle Gebäudeverkabelung = Strukturierte Verkabelung in Gebäuden, Büros etc.
Glasfaser:
- Flexibel, bricht nicht bei mehrmaligem Biegen und kann darum lose verlegt werden.
- Aufwändigere Produktion (Verseilung) und darum etwas teurer.
- Verlegen durch Kabelkanäle kaum möglich.
- Lässt sich crimpen (Siehe RJ45-Steckerherstellung).
- Kann bei Steckdosenmontage (Schneidklemmen, Schraubverbindungen) nicht verwendet werden.
- Verwendung bei Patch-Kabeln:
Verbindung von Steckdose zu Endgerät wie PC/Server oder Netzwerkkomponente wie Switch, Router etc.
- Eher starres Medium, wo bei zu engem Biegeradius die Übertragungsleistung leidet (Diffuse Zone) oder das Glas vollständig bricht.
- Billiger in der Produktion aber teuer (Spezialgeräte jenseits von Crimpzangen) in der Endverarbeitung (Steckermontage).
- Eine Lichtverbindung lässt prinzipiell eine hohe Datenübertragung zu, erfordert aber auch eine entsprechend leistungsfähige (schnelle) Elektronik.
Darum: Performance ist, wie bei den Kupferverbindungen, vom spezifizierten Ethernetstandard abhängig.
2.2 Konzepte zur Abwehr von Störeinflüssen
Einige potentielle Störungsquellen kommen in Frage:
Benachbarte Hochspannungsanlagen, Motoren, Eisenbahnanlagen, Leistungsschalter, Antennen, atmosphärische Störungen, etc.
Aber auch das benachbarte Aderpaar im selben Kabel kann Störeinflüsse bewirken.
Grossem Störpotential ausgesetzt sind z.B. Datenkabel, die durch Industrieanlagen (Maschinenpark in der Werkstatt),
bahntechnische Anlagen, Elektrizitätswerke etc. geführt werden. Dort muss besonders auf genügenden Störschutz geachtet werden.
- Abschirmung: [Shielding/Screening] Der Faradaysche Käfig ist eine allseitig geschlossene und geerdete
Hülle aus einem elektrischen Leiter (z. B. Drahtgeflecht oder Blech), der als elektrische Abschirmung wirkt.
(Im Deutschen Museum in München bietet sich die Gelegenheit,
am eigenen Körper einen abgewehrten Blitzeinschlag zu erleben. Die Person ist durch ein umhüllendes und geerdetes
Metallgitter, dem faradayschen Käfig, vor dem Blitzeinschlag geschützt.)
- Verdrillte Leitungspaare: [Twisted Pair] Störungen wirken auf beide Drähte gleichzeitig
und heben sich dank der verdrillten Paar-Anordnung gegenseitig auf.
2.3 Die Ethernet-Kabelkategorien
Im Handel werden die Ethernetkabel nach Kabelkategorien angeboten:
Umso höher die Kabelkategorie, umso besser (höhere Bandbreite) das Kabel. Der Kabelaufbau kann sich dabei unterscheiden.
(Die genauen Angaben entnehme man der Kabelspezifikation.)
Screened, Shielded, Foiled und Twisted-Pair:
Die Kupfergeflechtabschirmung/Braid Shield oder Folienabschirmung/Foiled Shield schirmen Störungen ab
und wirken wie ein Faradayscher Käfig, wenn Störeinflüsse ausserhalb des Kabels auftreten.
Allerdings kann die Störquelle auch innerhalb des Kabel liegen, nämlich dann,
wenn sich hochfrequente Signale in einem Kabel gegenseitig stören.
- Screened: Kupfergeflechtabschirmung über das ganze Kabel gegen niederfrequente Störungen
- Shielded: Kupfergeflechtabschirmung über die verdrillten Aderpaare gegen niederfrequente Störungen
- Foiled: Folienabschirmung gegen hochfrequente Störungen über das ganze Kalbel oder über Aderpaare.
- Twisted Pair: Verdrillte Aderpaare für die Unterdrückung von Gleichtaktstörungen.
Unter Gleichtaktstörungen werden Störspannungen auf der Übertragungsleitung verstanden,
welche sich mit gleicher Phasenlage und Stromrichtung sowohl auf der Hinleitung als auch der Rückleitung ausbreiten.
Durch die Verdrillung können diese Störungen stark reduziert werden.
Die folgenden Bilder zeigen gängige Ethernet-Kabelaufbauten. Die zuvor besprochenen Abwerhmassnahmen sind entweder teilweise,
komplett oder gar kombiniert implementiert:
Screened: Schirm über das ganze Kabel
- U=Unshielded (Ungeschirmt)
- S=Shielded oder Screened (Geflechtschirm, gegen niederfrequente Störungen)
- F=Foiled (Folienschirm, gegen hochfrequente Störungen)
- SF=Screened & Foiled
- TP=Twisted Pair (Verdrillte Aderpaare)
Shielded: Schirm über die verdrillten Aderpaare
Beispiel:
- S/STP = Screened / Shielded Twisted Pair
- SF/STP = Screend-Foiled / Shielded Twisted Pair
2.4 Die Ethernet-Medientypen
Die verschiedenen Ethernet-Standards unterscheiden sich in Übertragungsrate, der Topologie, den verwendeten Kabeltypen (Medium)
und der Leitungskodierung.
Material/Medium: Kupfer
Material/Medium: Glasfaser/Fibre
- 10Base-5: DIX(1980)/802.3(1983); Bus/Halfduplex; 10Mbps; 1x50Ω Koaxialkabel/Thick-Ethernet; Segmentlänge ≤ 500m
- 10Base-2: 802.3a(1985); Bus/Halfduplex; 10Mbps; 1x50Ω RG58-Koaxialkabel/Thin-Ethernet; Segmentlänge ≤ 185m
- 10Base-T: 802.3i(1990); Stern/Duplex; 10Mbps; 2x100Ω Aderpaare ≥ CAT3/UTP-Kabel; Segmentlänge ≤ 100m
- 100Base-TX: 802.3u(1995); Stern/Duplex; 100Mbps; 2x100Ω Aderpaare ≥ CAT5/UTP-Kabel; Segmentlänge ≤ 100m
- 100Base-T2: 802.3y(1997); Stern/Duplex; 100Mbps; 2x100Ω Aderpaare ≥ CAT3/UTP-Kabel; Segmentlänge ≤ 100m
- 1000Base-T: 802.3ab(1999); Stern/Duplex; 1Gbps; 4x100Ω Aderpaare ≥ CAT5e; Segmentlänge ≤ 100m
- 10GBase-T: 802.3an(2007); Stern/Duplex; 10Gbps
4 Aderpaare CAT6e → Segmentlänge ≤ 55m
4 Aderpaare CAT6a/CAT7 → Segmentlänge ≤ 100m
- 100Base-FX: 802.3u(1995); Stern/Duplex; 100Mbps; 2xGlasfaser; Segmentlänge ≤ 2000m
- 1000Base-LX: 802.3z(1998); Stern/Duplex; 1Gbps; Long-Wavelength (1300nm)
50μm / 62.5μm Multimode → Segmentlänge ≤ 550m
10μm → Segmentlänge ≤ 5000m
- 1000Base-SX: 802.3z(1998); Stern/Duplex; 1Gbps; Short-Wavelength (850nm)
62.5μm Multimode → Segmentlänge ≤ 275m
50μm Multimode → Segmentlänge ≤ 550m
2.5 Ethernetkabel im Eigenbau mit RJ45
Benötigt man Ethernet-Patchkabel, findet man im Elektrohandel fertig konvektioniertes Kabelmaterial in verschiedenen Längen und Qualitätsstufen.
Will man sein eigenes und auf seine speziellen Bedürfnisse zugeschnittes Kabel herstellen, braucht es neben dem Kabelmaterial in der geeigneten
Kabelkategorie auch noch die beiden RJ45 Stecker, und zwar je nach Situation die ungeschirmte oder geschirmte Version.
Meist muss man die Steckerschutzkappe separat dazu kaufen. Dabei ist die Version zu empfehlen, die die RJ45-Steckerrastnase hinreichend schützt.
Schlussendlich muss für das Crimpen der Steckerkontakte eine RJ45-Crimpzange verfügbar sein. Es muss ein guter Grund geben,
ein Ethernetkabel selber herzustellen. Nur der Preis kann es kaum sein. (Arbeitsaufwand beim Eigenbau mitberücksichtigen)
- RJ45-Steckerbelegung: Je nach Ethernet-Medientyp werden beim 8-poligen RJ45-Stecker 4 oder 8 Kontakte belegt.
Beispiel-1: 100 BASE TX besteht aus TX-Leiterpaar (T=Transmit) und RX-Leiterpaar (R=Receive)
Beispiel-2: 1000 BASE T besteht aus 4 Leiterpaaren (D1+, D1-, D2+, D2-,D3+, D3-,D4+, D4-), welche die Daten Bi-Direktional übertragen.
Eine kleine Anekdote zu der etwas eigenartigen Verdrahtung des RJ45-Steckers:
Wie aus dem obigen Bild ersichtlich, schiebt sich das blaue Aderpaar zwischen das Grüne. Elektrisch gesehen sicher kein Mehrwert.
Woher kommt es dann? Wie oft bei solchen Dingen, ist dies mit einer historischen Entwicklung zu erklären:
Es war einmal die Telefon-Zweidrahtleitung. Beim Verdrahten des 2-poligen Telefonsteckers bzw. genormten Buchse oder auf Englisch Registered Jack,
kurz RJ, musste der Elektriker sich nicht allzusehr darum kümmern, welche Drähte in welche Buchsen gestopft werden –
es funktionierte immer. Als man dann zwei Telefongespräche über ein einziges Kabel schicken wollte,
musste man nur um zwei Drähte aufstocken. Um sich nicht plötzlich über Falschverpolung zu sorgen,
wurden die beiden Drähte einfach ausserhalb des ursprünglichen Kabelpaars angeordnet und man konnte den Stecker sozusagen unbeschwert
auch verkehrt einstecken. Als dann Ethernet in den Büros Einzug hielt, damals nur auf zwei Aderpaare beschränkt,
wollte man Telefon und Ethernet über dieselbe Leitung betreiben, also fügte man links und rechts der bestehenden vier Verbindung
je ein Aderpaar hinzu. Der 8-polige Stecker war erfunden und ist auch heute noch unter der Bezeichnung RJ45 bekannt.
Dank der speziellen Verbindungsanordnung ist aber immer noch der «alte» Telefonstecker RJ11 ohne Probleme in eine
RJ45-Buchse «mittig» einsteckbar. Das analoge Telefon hat ja bekanntlich zugunsten der IP-Telefonie ausgedient,
die schräge Kabelanordnung ist aber geblieben und wenn sie nicht gestorben sind, dann leben sie noch heut‘.
- RJ45-Stecker crimpen: Dabei ist folgendes zu beachten: Die Kabel müssen aus Litze sein, sonst funktioniert das Crimpen nicht.
Beim Einführen der Litzendrähte in die Steckerpins unbedingt die Farbreihenfolge gem. z.B. Farbschema T568B beachten.
Die Litzen werden dabei nicht abisoliert, sondern stumpf in die Steckerhülsen eingeschoben. Zum Schluss das fertige Kabel gründlich testen.
Geschirmte Kabel wie z.B. das S-UTP-Kabel (Screened Unshielded Twisted Pair) benötigen RJ45-Stecker mit Abschirmung.
Man erkennt diese an den spiegelnden Oberflächen. Bei ungeschirmten Kabeln wie das UTP-Kabel (Unshielded Twisted Pair) genügen
RJ45-Stecker ohne Abschirmung. Man erkennt diese an ihren Oberflächen aus durchsichtigem Kunststoff.
- RJ45-Steckdosenherstellung: Die RJ45-Steckdosen oder Buchsen sind Teil der Universellen Gebäudeverkabelung (UGV),
die mit Ethernet-Drahtkabel ausgeführt wird. Je nach Anwendung sind verschiedene Ausführungen erhältlich:
- Straight Through oder Crossover? Grundsätzlich muss bei einer bidirektionaler Verbindung (Duplex) wie diesem Telefonbeispiel
die Sende- mit der Empfangsleitung ausgekreuzt (Crossover) werden.
Wird die Kommunikation über mehrere Vermittlungsstellen geleitet, muss darauf geachtet werden, dass das Signal nur einmal ausgekreuzt wird.
Moderne Kommunikationssgeräte (Switch) sind in der Lage zu erkennen, ob das Signal ausgekreuzt werden muss oder nicht. Die entsprechende
Eigenschaft eines Switches nennt man Auto-MDI-X. Benutzt man solche Switches, spielt es keine Rolle, welchen Kabeltyp (gekreuzt/ungekreuzt) man verwendet.
Im anderen Fall hat man selber für das Auskreuzen der Verbindungen zu sorgen, indem man Straight-Through- oder Crossover-Ethernetkabel einsetzt.
3. Universelle Gebäudeverkabelung
Die UGV (Universelle Gebäude Verkabelung), auch «Strukturierte Verkabelung» genannt, stellt einen einheitlichen Aufbauplan für Verkabelungen dar
und ist Teil der technischen Infrastruktur einer Liegenschaft.
- Der Primärbereich ist die Verkabelung der Gebäude eines Standortes untereinander und wird auch als
Campusverkabelung bezeichnet.
- Der Sekundärbereich ist die vertikale Stockwerkverkabelung, also die Verkabelung der Stockwerke eines
Gebäudes untereinander und wird auch als Steigbereichverkabelung oder als Gebäudeverkabelung bezeichnet.
- Der Tertiärbereich ist die horizontale Stockwerkverkabelung, also die Verkabelung innerhalb der Stockwerke
eines Gebäudes und wird auch als Etagenverkabelung bezeichnet.
- Patchkabel für die Rangierungen zwischen Patchpanels oder Patchpanel und Switch's oder Anschlusssteckdose
und Endgerät. Patchkabel bestehen immer aus Litze, wogegen bei der festinstallierten UGV-Verkabelung ausschliesslich Draht zur Anwendung kommt.
- Patchpanels für Kupfer- und Glasfaserkabel sind verschieden grosse Verteilerfelder (Rangierfelder) und stellen
je nach benötigter Menge entsprechend viele Anschlüsse (RJ45-Anschlussdosen) zur Verfügung.
Das UGV-Kabel führt immer von einer RJ45-Steckdose zu einer RJ45-Steckdose!
3.1 Das Logisches Layout und der Verkabelungsplan
In der Netzwerktechnik unterscheidet man zwei Arten von Topologien: Die logische und physische Topologie.
Man spricht auch von logischem Layout und Verkabelungsplan womit das physikalische Layout gemeint ist.
Das logisches Layout hat mehr den Aspekt eines logischen Aufbaus und soll aufzeigen, welche Komponenten (PC, Server, Switch, Router)
wie miteinander verbunden sind. Die Kabelführung, UGV (Universelle Gebäudeverkabelung) oder Patchkabel ist hier nicht von Bedeutung.
Anders sieht das beim Verkabelungsplan aus. Hier ist die Verkabelung anhand eines Gebäudegrundrisses dokumentiert.
Es soll daraus auch ersichtlich sein, ob die Verbindung als UGV oder Patchkabel realisiert wird.
Generell gilt: Festinstallationen werden als UGV ausgeführt und zwar von Netzwerksteckdose zu Netzwerksteckdose.
Die Komponenten werden mit Patchkabeln an die Netzwerksteckdosen (oder Patchpanels) angeschlossen.
Der Gebäudeverkabelungsplan soll dem Installateur aufzeigen, wie er das Gebäude zu verkabeln hat.
Wichtig ist, dass logisches Layout und Verkabelungsplan übereinstimmen bezüglich Anschluss und Beschriftung der Komponenten.
Im folgenden ein Beispiel:
∇ AUFGABEN
- Verständnisfragen zum vorliegenden Text:
- Was ist ein LAN und welche Netzwerktopologie treffen sie in aktuellen LANs an? Abgrenzung zu WAN?
- Draht, Litze oder Glasfaser? Fassen sie zusammen, wo und warum welche Technologie verwendet wird.
- Welche Konzepte zur Abwehr von Störeinflüssen auf Kabel kennen sie?
- Sie haben herausgefunden, dass bei der Netzwerkverkabelung in ihrer Firma S/FTP-Kabel der Kategorie 7 verbaut wurde. Erklären sie!
- Welcher Ethernet-Medientyp wird heute üblicherweise anzutreffen?
- Sie möchten ein Ethernetkabel selber herstellen. Was benötigen sie dazu?
- Warum werden Ethernetverbindungen ausgekreuzt. Und braucht es das heute wirklich noch? (Tipp: Auto MDI-X)
- Erklären sie einem Laien, was unter dem Begriff UGV zu verstehen ist.
- Skizzieren sie das Netzwerk bei ihnen zuhause. Zeichnen sie die logische Topologie und den Verkablungsplan auf.
In ihren Skizzen sollen alle PC's, Notebooks, (ADSL-)Router, Switchs, WLAN-AP's, Ethernetkabel etc. erscheinen.
- HW zum anfassen: Ihr Dozent hat ihnen eine Auswahl an Netzwerkkomponenten und Werkzeuge bereitgelegt.
Machen sie mit ihrem Smartphone von jedem Artikel ein Foto und fügen sie eine kurze Beschreibung hinzu.
(Bezeichnung, Zweck, Einsatzgebiet, Preis/Kosten, Wo erhältlich (Fachmarkt, Webshop), etc.)
- HW evaluieren: Ihr Elektronik-Zoo hat seit ihrem letzten Geburtstag Zuwachs erhalten. Sie sind nun stolzer Besitzer
einer PlayImmobileStation. Ja, Name ist Programm! Also nix mit kabellos, dafür aber fettes 1000BaseT.
Sie brauchen nun dringend einen weiteren RJ-45-Steckplatz am ADSL-Router. Leider ist dort schon alles besetzt.
Sie müssen also einen neuen Switch kaufen. Dazu auch noch drei Ethernetkabel. Weil an der
Schule gerade Netzwerkverkabelung Thema ist, entschliessen sie sich, die verlangten Kabel selber herzustellen. Die Schule liefert das Know-How
und die erforderliche Crimpzange, alles weitere sie. Ihre Aufgabe besteht nun darin, den Fachhandel nach den benötigen Komponenten abzugrasen.
Viel Erfolg dabei!
- Eigenes Intranet analysieren: Wie schaut es bei ihnen zuhause oder in ihrer Firma aus? Skizzieren sie das eigene Intranet als
logisches Design inkl. dem Verkabelungsplan. Erstellen sie auch eine Stückliste der eingesetzten Hardware. (Kabel, Steckdosen,
Switch etc.)
- Internetprovider suchen: Bei dieser Aufgabe befassen sie sich mit den Angebote von ISP's (Internet-Service-Provider)
für den Internetzugang bei Home- und SmallOffice. Die Situation ist die folgende: Der etwas gereiftere Herr Felix Muster,
der sich bisher dem Internet konsequent verweigerte und sogar Einzahlungen am Postschalter tätigte,
hat nun genug, für sein Offline-Verhalten benachteiligt bzw. mit Spezialgebühren bestraft zu werden
und möchte nun auch der modernen Facebook-Instagramm-Youtube-Spassgesellschaft beitreten, hat also beschlossen,
in Zukunft auch das WorldWideWeb zu nutzen. Er beauftragt sie nun, ein gutes Provider-Angebot zu suchen.
Seine Adresse lautet: Felix Muster, Dorfstrasse 13, 8314 Kyburg, Switzerland
Er hat zurzeit ein Telefon-Abo bei Swisscom mit einmonatiger Kündigungsfrist, besitzt also einen Telefonanschluss.
In seiner Wohnung findet man auch einen TV-Breitbandanschluss. Was den zukünftigen Anbieter betrifft, hat er aber keine Präferenzen.
Ein möglichst gutes Preis/Leistungsverhältnis soll es sein und als WWW-Novize legt er auch Wert auf einen tüchtigen Helpdesk,
der zu normalen Werktagen per EMail, Telefon oder Chat erreichbar ist, wobei er noch lernen muss, was ein Chat überhaupt ist.
Als Rentner würde er es auch begrüssen, zum Abo das ADSL-Modem gratis zu erhalten.
Er möchte sich vertraglich nicht allzulange an einen Provider binden. Ein, zwei Jahre sollen genügen um mehr
Flexibilität zu erhalten, falls ein noch besseres Angebot auftaucht. Der Enkel wirds richten.
Er ist kein Power-User. Eine durchschnittliche Bandbreite genügt ihm.
Suchen sie nun im Internet nach aktuellen Angeboten der gängigen ISP's.
Es interessieren dabei die angebotene Bandbreite, der Preis, die Verfügbarkeit der Dienste am aktuellen Wohnort,
abgegebene Netzwerkgeräte wie xDSL-Router, die Unterstützung via Hotline, Kündigungsfristen etc.
(Hinweis: xDSL steht für ADSL, SDSL oder VDSL)
Machen Sie dem netten Herrn Felix Muster zwei, drei aktuelle, an seiner Adresse verfügbare, sinnvolle und unterschiedliche Angebote,
damit er auch eine Auswahl hat! Falls der ISP kein Router anbietet, evaluieren sie ihm ein geeignetes Gerät im Fachhandel.
Empfehlen sie ihm die Angebote fachsprachlich so, dass er sie auch verstehen kann.
Zeigen sie ihm die vom Router angebotenen Funktionen auf.
- Verkabelungsplan erstellen: Zeichnen Sie für das folgende logische Layout den Verkabelungsplan (Physikalische Layout).
Die Kabelverbindung von PC zu Switch führt durch einen Kabelkanal. Bezeichnen Sie die Geräte so, wie im logischen Layout vorgegeben.
Benutzen Sie für die Patch-Kabelverbindung die Farbe Rot und für die UGV-Kabelverbindung die Farbe Blau.
Beachten sie die maximale Ethernetkabellänge von 100 Meter.
∇ LÖSUNGEN
- Verständnisfragen zum vorliegenden Text: Keine Musterlösungen vorhanden.
- HW evaluieren: Keine Musterlösung vorhanden.
- HW zum anfassen: Keine Musterlösung vorhanden.
- Eigenes Intranet analysieren: Keine Musterlösung vorhanden.
- Internetprovider suchen: Es existiert keine eigentliche Musterlösung. Beachten sie aber folgende Hinweise:
xDSL steht für:
Klären sie auch ab, ob der gewünschte Dienst am aktuellen Standort angeboten wird.
- ADSL = Asymmetric Digital Subscriber Line. Zurzeit häufigste Anschlusstechnik von Breitbandanschlüssen für Konsumenten.
Asymmetrische (ungleiche) Datenübertragungsrate mit höherer Empfangs- als Senderate.
- SDSL = Symmetric Digital Subscriber Line. Im Gegensatz zu ADSL lassen sich Daten mit der gleichen Geschwindigkeit in beide Richtungen übertragen.
SDSL wird meist von Geschäftskunden verwendet. Erforderlich für LAN-LAN-Interconnection.
- VDSL2 = Very High Speed Digital Subscriber Line. Basiert auf ADSL2+ Standard.
Liefert wesentlich höhere Datenübertragungsraten über gebräuchliche Telefonleitungen als beispielsweise ADSL
Oft wird das Internet-Zugangsgerät (xDSL-Modem und Router) bei Vertragsabschluss kostenlos abgegeben. Erkundigen sie sich, um welches Gerät
es sich handelt und welche Funktionen es anbietet. Oft vereinen diese Geräte mehrere Eigenschaften wie:
- IP-Router (Darauf kann nicht verzichtet werden!)
- Modem bzw. Modulator-Demodulator für die Umwandlung Telefonsignal zu Ethernet. (Darauf kann nicht verzichtet werden!)
- NAT bzw. Network-Adress-Translation. Darunter versteht man die IP-Adressübersezung von Intranet-IP-Adressen → Privater IP-Adressbereich
in eine IP-Adresse aus dem Internetbereich → Öffentlicher IP-Adressbereich. (Darauf kann nicht verzichtet werden!)
- Firewall, zum Schutz der eigenen Geräte vor unverlagtem, fremden Zugriff.
- DHCP-Server zur automatischen IP-Adressvergabe im Intranetbereich.
- DNS-Server zur Auflösung von URLs in IP-Adressen. (Im Regelfall nur eine Weiterleitung an einen externen DNS-Server.)
- WLAN-Access-Point fü drahtlose Netzwerkverbindungen. (Smartphones, Tablets, Notebooks)
- Ethenet-Switch zum direkten Anschliessen von PCs, NAS etc.
- USB-Anschluss
- Verkabelungsplan erstellen:
∇ FALLSTUDIE "Verkabelung der Muster GmbH"
(Wenden sie bei der Realisierung dieser Fallstudie IPERKA an.
Die zu erstellenden Dokumente und Stücklisten sollen allgemeinen formalen Anfoderungen genügen.)
- Ausgangssituation: Die Firma Muster GmbH arbeitet als Büro-Dienstleistungsbetrieb für kleine Handwerksbetriebe
wie Autogaragen, Druckereien, Hygienenmaskenhersteller etc. und erledigt für diese die Korrespondenz, Rechnungsführung,
Buchhaltung und den Telefonsupport. Damit sollen Handwerker unterstützt werden, denen das Wissen, die Zeit oder das erforderliche Personal fehlt.
Die Muster GmbH wurde bisher ohne vernetzte EDV sowie ohne Internetzugang betrieben.
Ausserdem sind die vorhandenen Computer veraltet und das zurzeit noch verwendete Betriebssystem WINDOWS-95 wird von Microsoft schon längst
nicht mehr unterstützt. Der neue Geschäftsführer Herr Muster wünscht sich, dass in Zukunft alle Mitarbeiter ihre Dokumente
auf elektronischem Wege austauschen können. Zudem sollen allen Mitarbeitern alle drei Drucker direkt von ihren PCs aus zur Verfügung stehen.
- Die Rahmenbedingungen: Es werden fünf neue Arbeitsstationen gekauft und installiert. Auf einen zentralen Server oder NAS
wird aus Kostengründen verzichtet. WLAN kann optional in Betracht gezogen werden, soll aber nicht eine konventionelle Verkabelung ersetzen.
Drei Drucker müssen für alle Mitarbeiter genügen. Ein Drucker soll farbig ausdrucken können (Farblaserdrucker),
der zweite Drucker ist ein S/W-Laserdrucker und der wenig eingesetzte und bereits vorhandene Drucker des Chefs ist ein USB-Tintenstrahldrucker.
Die Office-Software (Schreibprogramm, Tabellenkalkulation etc.) ist bereits vorhanden und muss nicht neu beschafft werden, weil bereits ein
Servicevertrag besteht, der zum Update auf die aktuellsten Versionen berechtigt.
- Verkabelungsvorgaben und Gebäudegrundriss: Herr Muster hat folgende Ansprüche...
Dieser hochaufgelöste Gebäudegrundriss (JPG mit 5230Pixel x 3012Pixel) darf für den Verkabelungsplan verwendet werden.
Klicken sie dafür auf das Bild und speichern sie es mit der rechten Maustaste auf ihrem Notebook ab.
- Die einzelnen Ethernet-Kabel durch Chefbüro, Sitzungszimmer und Korridore/Gänge sollen unsichtbar bleiben. Stopp dem Kabeldurcheinander, Stolperfallen und Tarzan-Lianen!
- Weil in diesem alten Gebäude keine eingelassenen Kabelkanäle existieren, dürfen allfällige Aufputzkabelkanäle sichtbar bleiben.
- Wände können bei Bedarf für Kabeldurchführungen durchbohrt werden. Ausnahme: Einen Durchgang durch das WC kann wegen den zerbrechlichen Keramikplatten nicht realisiert werden.
Und ja, das wissen sie ja bereits: Jedes einzelne UGV-Kabel besitzt am Anfang und am Ende eine RJ45-Steckdose!
- Erwartetes Resultat: Alle Arbeitsstationen müssen korrekt installiert sein. Die Verbindung ins Internet soll über
ein ADSL-Modem/Router erfolgen. Die Lage der Signaleinspeisung (Telefonbuchse) entnehmen sie der nachfolgenden Skizze des Gebäudegrundrisses.
Die Geräte müssen alle dokumentiert werden. Die Kosten sollen sich in angemessenem Rahmen bewegen.
Die zu erstellende Projektdokumentation dient als Angebot auf eine öffentliche Projektausschreibung der
Firma Muster GmbH. Den Auftrag erhält das Unternehmen, das durch seine Lösung konzeptionell, qualitativ, termingerecht und preislich
überzeugen kann. Nicht die billigste Lösung gewinnt, sondern die, mit dem besten Preis-Leistungsverhältnis.
Sie sollen nun eine Dokumentation erstellen, die folgende Teile enthält:
- Einleitungsschreiben: Projekteinführung, Lösungsansätze, Konzept
- Logisches Layout: Logisches Layout der Muster-GmbH
Das logische Layout kann auf verschiedene Arten gezeichnet werden. Im Gegensatz zur physischen Verkabelung hat das Layout
mehr den Aspekt eines logischen Aufbaus. (Welche Elemente gehören logisch zusammen). In der Fachsprache nennt man
dies Topologie. Topologie entspringt aus der Lehre von der Lage und Anordnung geometrischer Gebilde im Raum.
In der Netzwerktechnik unterscheidet man zwischen der logischen Topologie und der physischen Topologie (=Verkabelungsplan).
Zeichnen sie nun das logische Layout der Muster GmbH. Achten sie darauf, das alle Geräte beschriftet sind.
Empfohlenes Zeichnungsprogramm für das logische Layout: Das Netzwerk-Zeichentool DRAW.IO
Sie könen in diesem Online-Zeichnungsprogramm unter "More Shapes" bei "Networking" die CISCO19-Palette nachladen.
Diese enthät die für unsere Zwecke geeigneten Symbole.
- Verkabelungsplan: Physikalisches Layout der Muster-GmbH
Ein physikalisches Layout oder Verkabelungsplan entspricht der tatsächlichen Kabelführung.
Oft ist nicht der kürzeste Weg der beste oder überhaupt der machbare.
Auch die Ästhetik spielt eine wichtige Rolle. Ein sichtbares Kabel wird in einem Nebenraum geduldet,
in einem Sitzungszimmer nicht geschätzt.
Erstellen Sie nun anhand des Gebäudegrundrisses eine sinnvolle Verkabelung. Vermessen Sie die einzelnen Kabellängen, damit beim
Materialeinkauf genügend bestellt wird.
- Materialliste: HW/SW-Material- oder Stückliste inkl. Mengen- und Preisangaben.
Eine Materialliste bildet die Grundlage für die Offerte, die Materialverrechnung und die Dokumentation
und soll folgendes Aussehen haben:
Pos → Damit ist eine Position oder Zeilennummer gemeint.
Damit kann man sich im Gespräch mit Mitarbeitern oder Lieferanten direkt auf eine Tabellenzeile beziehen.
Anz. → Anzahl bzw. wieviel Stück dieser Position. Bsp. 5 Stück
Bezeichnung → Produktbezeichnung. Bsp.: HP ProDesk 400 G6 MT
Eigenschaften → Die wichtigsten Kennwerte des Produkts. Bsp.: Intel Core i7-9700 3GHz, 16GB RAM, 512GB SSD, Intel UHD Graphics 630
Lieferant → Wer liefert dieses Produkt. Bsp.: Digitec.ch
Artikelnr. → Eindeutige Artikel- oder Bestellnummer. Bsp.: Digitec-Art.-Nr. 12295803 / Hersteller-Nr. 8VR46ES#UUZ
CHF → Preis pro Stück oder pro Meter in Schweizerfranken. Bsp.: CHF 1199.-
CHF Summe → Gesamtpreis der Position. Bsp.: 5 Stück zu je CHF 1199.- ergibt einen Gesamtpreis von CHF 5995.-
Totalbetrag HW und SW → Gesamtpreis aller Positionen. So viel kostet die Beschaffung der HW und SW!
Nehmen Sie einen Katalog oder suchen Sie im Internet nach geeigneten Produkten. Erstellen Sie nun ihre Stückliste mit den Materialkosten.
Sicher kennen sie schon einige HW- und SW-Lieferanten. Stellvertretend nun ein paar Internet-Adressen von in der Schweiz bekannten Distributoren:
www.arp.ch, www.rotronic.ch, www.digitec.ch, www.brack.ch, www.distrelec.ch, und weitere…
- Kostenzusammenstellung: Diese beinhaltet die Gesamtkosten HW/SW und den Arbeitsaufwand bzw. Engineering für die
Umsetzung des Projekts Muster-GmbH. Erstellen sie die Kostenzusammenstellung für das gesamte Muster-GmbH-Projekt
- Was nicht zu diesem Auftrag gehört: Für die Stromzuführung (230 Volt) wie Steckdosenverteiler,
Verlängerungskabel etc. wurde bereits gesorgt bzw. sind vorhanden. Die Telefonanlage wird von einer anderen Firma geliefert bzw. installiert.
- Abgabe ihrer Arbeit: Reichen sie ihrer Arbeit elektronisch in Form einer WORD- oder PDF-Datei ein.
Dies ist übrigens eine Gruppenarbeit. Ein Team besteht aus zwei, max. drei Lernenden.
∇ BEWERTUNGSKRITERIEN der Fallstudie
Die Fallstudie "Verkabelung der Muster GmbH" wird wie folgt bewertet:
- Einleitung (Text)
- Diese Einleitung soll nicht die Stückliste oder technischen Zeichnungen ersetzten, sondern diese vielmehr ergänzen
- Ihr Konzept glaubwürdig und technisch richtig erläutert (3..10 Zeilen)
- Wahl der HW und SW aufgezeigt und begründet (3..10 Zeilen)
- Wahl der Netzwerkkomponenten aufgezeigt und begründet (3..10 Zeilen)
- Wahl und Art des Internetzugangs, Internetdienstleisters (ISP) aufgezeigt (2..5 Zeilen)
- Umsetzung (Realisierung/Ablauf/Dauer der Arbeiten HW & SW) skizziert (3..10 Zeilen)
- Sprachlich einwandfreie Formulierung, allenfalls ergänzt mit Illustrationen
- Logisches Layout (Zeichnung)
- Layout semantisch richtig darstellen (Pro Netzwerkverbindung eine Linie zeichnen)
- Gerätebezeichnungen für PC’s, Switch’s und Router (Hostname)
- Internetzugang einzeichnen
- Die bestellte Anzahl PC’s und Drucker
- Der bestehende USB-Inkjetdrucker des Chefs soll neu für alle Büroangestellten über das Netzwerk verfügbar sein
- Gerätebezeichnungen (Hostnamen) und Kabelführung identisch mit Verkabelungsplan
- In diesem Schema müssen noch keine IP-Adressen eingetragen sein. Das folgt in einer späteren Übung.
- Verkabelungsplan (Zeichnung)
- UGV-Verkabelung; Von RJ45-Steckdose zu RJ45-Steckdose
- Pro RJ45-Steckdose eine Netzwerkkabelverbindung
- Patchkabel: Von Steckdose zu Switch, PC, Drucker oder Router
- Gerätebezeichnungen für PC’s, Switch’s und Router (Hostname)
- Internetzugang über z.B. Swisscom-Telefonleitung
- Die bestellte Anzahl PC’s und Drucker
- Gerätebezeichnungen (Hostnamen) und Kabelführung identisch mit logischem Layout
- Stückliste (Tabelle)
- PC komplett und betriebsbereit (Was braucht es dazu alles? Tipp: HW/SW)
(Wenn ein Komplettsystem (Bundle inkl. vorinstalliertem Betriebssystem) gewählt wird, muss im Einleitungstext darauf hingewiesen werden)
- Die vom Kunden gewünschte Anzahl Drucker
- Switch’s in genügender Anzahl
- Switch-Portanzahl ausreichend und dem logischen Design bzw. Verkabelungsplan entsprechend
- Internetzugangsgerät (xDSL bei z.B. Swisscom)
- ACHTUNG: Monatlich wiederkehrende Kosten wie z.B. das xDSL Abo beim Provider gehören nicht in die Stückliste
- Korrekte Menge an UGV-Kabel (Benötigte Länge in Meter. Muss berechnet werden!))
- Korrekte Menge an Patchkabeln (Richtige Länge, Stückgut)
- Falls die Patchkabel selber hergestellt werden: Korrekte Anzahl RJ45-Stecker und Länge des Kabels auf der Kabelrolle
- Korrekte Anzahl an RJ45 Steckdosen (Auf-, Unterputzvariante?)
- Korrekte Anzahl Kabelkanäle für eine saubere und möglichst unsichtbare Kabelführung
- Die Stückliste beinhaltet pro Artikel eine Positions-Nr., Bezeichnung, Eigenschaft, Preis pro Stück oder Meter, Stückanzahl oder Meteranzahl und Totalpreis pro Artikel
- Am Ende der Stückliste der Gesamtpreis der HW/SW
- Für die Bestellung von ausreichend Kabelmaterial müssen die Kabellängen gemäss Verkabelungsplan ermittelt bzw. berechnet oder ausgemessen werden
- Übereinstimmung mit dem logischem Layout und dem Verkabelungsplan was Stückzahlen und Geräteeigenschaften betrifft
- Realistische Preise
- Die Stückliste soll perfekt sein und dem Lieferanten keinen Anlass zu Rückfragen geben
- Kostenzusammenstellung (Tabelle)
- Soll aufzeigen, wieviel das Projekt den Auftraggeber insgesamt kostet
- HW, SW, Installationsarbeiten, Engineering etc.
- Realistische Preise
- Kostenzusammenstellung (Tabelle) Wie Nachhaltig ist diese Investition für die MusterGmbH oder
wie verhält sich ihr Lösungsvorschlag bezüglich:
- Qualität der Produkte (MTBF, Energiebedarf etc.)
- Ausbaubarkeit (Neue, allenfalls nur temporäre Mitarbeiter, Praktikant Lehrling etc.)
- zukünftigen mobilen Technologien
- gestiegenen Bandbreitenanforderungen
- Ausfallsicherheit, Verfügbarkeit, Redundanz
- Ersatzteilebeschaffung, Produktelebenszyklen, Abhängigkeit von einem Lieferanten/Hersteller
- Gesamteindruck des Dokuments
- Saubere, sofern dem besseren Verständnis dienlich, farbige Ausführung der technischen Zeichnungen
- Das Dokument soll zusätzlich ein Titelblatt, ein Inhaltsverzeichnis und eine kurze Einleitung enthalten
- Jede Dokumentenseite hat eine Kopfzeile und/oder Fusszeile mit Seitenzahl/Anzahl, Titel und Autorenangabe
- Und ausserdem…
- Ihr Dozent ist ihr Coach. Wenn sie also einmal nicht mehr weiter wissen, zögern sie nicht, ihn um Rat zu fragen
- Der Lehrer spielt bei dieser Projektarbeit aber auch die Rolle des Auftraggebers. Tun sie nicht das, was sie gerne verwirklichen möchten, sondern das, was sich der Kunde wünscht, vorstellt und schliesslich bei ihnen in Auftrag gibt und bezahlt. Sollte der Kunde unschlüssig sein, dürfen sie ihn gerne beraten
- Erstellen sie regelmässig Daten-Backups (HD-Crash, Diebstahl etc.)
- Stellen sie die jederzeitige Verfügbarkeit der Daten sicher. (Unerwartetes Fernbleiben von der Gruppenarbeit)
- Geben sie ihre Arbeit zum vereinbarten Zeitpunkt und in der geforderten Form ab (Keine Abgabe auf den letzten «Drücker»)
- Wer sich nicht daran hält, riskiert leider Nachteile in Kauf zu nehmen – halt so wie im richtigen Berufsleben (Z.B. Notenabzug bei verspäteter Abgabe!)