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Media-Konverter: LWL- & Kupferkabel kombinieren

Eine alltägliche Herausforderung: Man hat ein bestehendes Kupferkabel-Netzwerk mit entsprechenden Geräten und möchte es erweitern. Dabei möchte man natürlich gerne auf die „Verkabelung der Zukunft“ nämlich Glasfaser bzw. Lichtwellenleiter (LWL) setzen.

Dank der vielfältigen Auswahl an Media-Konvertern ist das tatsächlich umsetzbar. Im Bereich der strukturierten Verkabelung sind die Konverter nicht mehr wegzudenken, denn mit ihrer Hilfe kann man beliebige unterschiedliche Übertragungsmedien wie beispielsweise Twisted-Pair-Kabel und Lichtwellenleiter (LWL) zuverlässig miteinander verbinden.

Media-Konverter gibt es inzwischen für viele unterschiedliche Einsatzgebiete und abgestimmt auf unterschiedliche Voraussetzungen bei der Verkabelung. 

Verwendung von Media-Konvertern

Eines der häufigsten Einsatzgebiete eines Media-Konverters ist wahrscheinlich die Wandlung von Kupferkabel zu Lichtwellenleiter. Dabei wird das elektrische Ethernet-Signal vom Kupferkabel in  ein LWL-Kompatibles optisches Signal gewandelt. Dieses wir übertragen und gegebenenfalls durch einen zweiten Konverter wieder in das Ausgangsignal für Kupferkabel zurück übersetzt. Dabei ist zu beachten, dass die Datenübertragung über das Kupferkabel im Gegensatz zur unidirektionalen Übertragung über Singlemode-Fasern (SM) immer bidirektional erfolgt. Daher muss eine verbundene Glasfaserstrecke immer über zwei Fasern (Duplex) verfügen, damit Daten gleichzeitig gesendet und empfangen werden können. Ausnahme: Die WDM-Technologie (Wavelength Divison Multiplex). Diese Technologie ermöglicht eine bidirektionale Datenübertragung ohne Einschränkung der vorhandenen Bandbrite auf nur einer einzelnen Faser.

Ein anderes Einsatzgebiet – neben der Wandlung von elektronischen in optische Signale und umgekehrt – ist die Verbindung von Multimode-(MM) und Singlemode-Glasfaserstecken mit Hilfe von speziellen Media-Konvertern.

Unterscheidungsmerkmale von Media-Konvertern

Managed / Unmanaged Media-Konverter: 
Die einfachste Version stellen dabei die Unmanaged-Media-Konverter dar. Diese werden im Netzwerk transparent dargestellt, d.h. sie sind für Administratoren und Nutzer nicht als eigenständiges Gerät erkennbar. Vorteil sind die niedrigen Anschaffungskosten sowie eine einfache Plug-and-Play-Installation. 

Unmanaged-Media-Konverter bieten dagegen den Vorteil, dass sie eine ortsunabhängige Verwaltung durch eine direkte Kommandoeingabe oder den Zugriff über das SNMP (Simple Network Managment Protocol) erlauben. Dank der Fernwartungsmöglichkeit lassen sich im Netzwerk auftretende Fehler somit schneller finden und Ausfallzeiten minimieren. Das macht sie zu einer beliebten Variante im professionellen und besonders im Bereich von Rechenzentren.

Übertragungsgeschwindigkeit:
Hier bietet der Markt Geräte für alle gängigen Geschwindigkeiten, angefangen von Fast Ethernet bis hin zu 100G.

Steckertypen:
Es gibt Media-Konverter mit unterschiedlichen Steckertypen. Die geläufigsten Varianten sind der RJ45-Stecker für Ethernet-Kabel sowie LC Duplex (SFP), SC Duplex und ST Duplex bei optischen Verbindungen. 

Schutzklasse und Abschirmung:
Von besonderer Relevanz ist darüber hinaus, in welcher Umgebung ein Media-Konverter betrieben werden soll. So kann es beispielsweise sein, dass das Gehäuse des Konverters gegen Staub und Flüssigkeit abgedichtet sein muss oder extremen Temperaturbedingungen standhalten kann. Entsprechende IP-Zertifizierungen geben Auskunft darüber, welcher Schutzklasse das Gerät entspricht. Je nach Umgebung und Einsatzzweck können auch eine spezielle EMV-Abschirmung oder eine redundante Stromversorgung erforderlich sein. Installiert werden Media-Konverter für den industriellen Bereich dabei überwiegend auf der Hutschiene. Im Büro und in Rechenzentren spielt ein besonderer Schutz vor Umwelteinflüssen dagegen gewöhnlich keine Rolle. Im Vordergrund stehen hier in erster Linie hohe Übertragungsgeschwindigkeiten von 1Gbit bis 10Gbit sowie kompakte Gehäuse, welche in einer Büroumgebung auch einfach platzsparend im Kabelkanal verbaut werden können. In einem Rechenzentrum kommen dagegen meistens Konverter zum Einsatz, die in einen 19-Zoll-Schrank integriert werden.

Erhöhung der Netz-Reichweite

Die Reichweite eines Netzwerkes lässt sich durch den Einsatz von LWL-Konvertern erheblich vergrößern. Zum Vergleich: Geht man von einer Kupfer-Verkabelung aus, muss nach maximal 100 m Segmentlänge eine aktive Netzwerkkomponente folgen, die das Signal wieder verstärkt. Eine Glasfaserstrecke kann dagegen erheblich länger ausfallen: Bei einem Gigabit-Ethernet beispielsweise liegt die maximale Länge zwischen 500 m (1000Base-SX) und mehr als 100 km (1000Base-ZX).

Einsatz bei strukturierter Verkabelung von Gebäuden

Im Bereich der strukturierten Verkabelung kann eine bestehende Kupferverkabelung im Tertiärbereich und evtl. auch im Sekundärbereich beibehalten werden, während der Primärbereich zwischen unterschiedlichen Gebäuden über LWL angebunden wird. Neben der Unempfindlichkeit gegenüber elektromagnetischen Einflüssen ist auch die geringe Dämpfung in Kombination mit einer hohen Bandbreite vorteilhaft.

Einsatz im Rechenzentrum

Auch im Rechenzentrum (RZ) werden Media-Konverter eingesetzt, um unterschiedliche Verkabelungen zu kombinieren. So kann zum Beispiel die Verkabelung in den einzelnen Racks mit TP-Kabeln erfolgen, während das Rack-Interconnect über LWL realisiert wird. So die Längenrestriktionen des Kupferkabels umgangen werden. Im Rack selbst bieten TP-Patchkabel den Vorteil, dass auf eine zeitaufwändige vorherige Reinigung und Inspektion der Steckverbinder verzichtet werden kann. Speziell bei häufigem Umpatchen ist dies ein nicht zu vernachlässigender Vorteil.

Denkbar ist der Einsatz von Media-Konvertern auch zur Erweiterung eines bestehenden RZ. Während die vorhandene IT-Infrastruktur mit herkömmlichen Kupferkabeln ausgestattet ist, kann die Sekundärebene der neuen Bereiche bereits mit modernen Lichtwellenleitern verkabelt werden. Das hat den Vorteil, dass eine wesentlich höhere Bandbreite im Backbone genutzt werden kann und eine Migration zu LWL schrittweise erfolgen kann.

Einsatz in kleinerem Umfang

Aber auch in kleinerem Maßstab sind Media-Konverter nicht mehr wegzudenken. So machen es die Media-Konverter erst möglich, z.B. Überwachungskameras, Produktionsmaschinen oder andere Geräte, die noch über einen RJ45-Anschluss verfügen, in ein LWL-Netzwerk einzubinden. Ein Paradebeispiel ist an dieser Stelle eine im Außenbereich installierte Kamera des Sicherheitssystems. Dank der praktischen PoE-Funktionalität (Power over Ethernet) können dabei viele Geräte auf eine zusätzliche Stromversorgung verzichten.

Häufige Installationsfehler

Bei den vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten der Media-Konverter gilt es zu beachten, dass immer das passende Gerät für den vorgesehen Einsatzzweck ausgewählt wird. Auch bei der Installation von Media-Konvertern gibt es einige Fallstricke, die es zu beachten gilt:

Falscher Konverter:
Bei LWL-Konvertern wird häufig übersehen, dass Singlemode und Multimode-Fasern untereinander nicht kompatibel sind. Gleiches gilt daher natürlich auch für die entsprechenden Media-Konverter. Wenn also zum Beispiel eine Singlemode-Faser verlegt wurde, muss auch zwingend ein dafür passender Konverter verwendet werden.

Kabel zu kurz:
Singlemode-Transceiver und Konverter arbeiten mit Lasern. Deshalb kann es passieren, dass bei einer zu kurzen Leitung das gesendete Signal übersteuert, es zu Fehlern bei der Datenübertragung kommt oder das Signal überhaupt nicht mehr gelesen werden kann.

Verbindung nicht gekreuzt:
Eine Standard-Glasfaserverbindung besteht immer aus zwei Kanälen, einem Sende- und einem Empfangskanal. Beide Leitungen müssen gekreuzt (crossed) angeschlossen werden. Der  TX-Anschluss beim Sender führt also zum RX-Anschluss beim Empfänger. Würde man TX mit TX und RX mit RX verbinden, wäre diese Verbindung nicht betriebsfähig.

Fazit

Media-Konverter sind im IT-Bereich mittlerweile häufig im Einsatz. Egal ob bei einer kleineren strukturierten Verkabelung oder im großen Rahmen in einem Rechenzentrum, die vielfältig einsatzbaren Geräte sorgen für eine hohe Flexibilität. Zudem ist ihr Einsatz zwingend erforderlich, wenn eine vorhandene Kupfer-Kabelstruktur mit einem LWL-Netz verbunden werden soll. Zum Glück gibt es inzwischen Media-Konverter für nahezu jede Geschwindigkeit, jeden Übertragungsstandard und jedes geläufige Übertragungsmedium. So kann der Umstieg von der alten Standard-Verkabelung mit Kupferkabeln auf den neuen Zukunftsstandard mit Glasfaserkabeln schrittweise erfolgen. Und solange beide Kabelarten weiterhin weit verbreitet im Einsatz sind, wird die Bedeutung von Media-Konvertern wohl auch in Zukunft auf hohem Niveau bleiben.

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