Als die Class-D und Class-E im Jahre 2000 verabschiedet wurden, waren viele davon überzeigt, dass damit das Ende der Möglichkeiten erreicht war und höhere Übertragungsraten sich nur über Glasfaserstrecken realisieren ließen. Nun wurden wir eines besseren belehrt: Im Frühjahr 2003 begann eine Gruppe von Experten sich mit der Frage zu beschäftigen, ob nicht auch Geschwindigkeiten von 10000 MBit/s auf Kupferkabeln möglich sind. Ursprünglich war es das Ziel, dies über existieren-de Cat.5- (Class-D: 1995) und Cat.-5e-Channels (Class-D:2002) zu erreichen. Viele grundlegende Fragen sind noch durch die Arbeitsgruppe IEEE P802.3an zu klären, zum Beispiel das Kodierverfahren, dessen Wahl auch die maximal zu übertragende Frequenz bestimmt. Alles deutet jedoch darauf hin, dass die Anforderungen für das Verkabelungssystem auf bis 625 MHz festgelegt werden. Heute ist der Stand der Erkenntnisse, dass dies nur über eine »vergrößerte« Class-D/Cat.6a-»augmented«-Verkabelung möglich ist und eine Herausforderung für die Hersteller von Verkabelungssystemen darstellt.

Herausforderung Alien-Crosstalk: Alien-Crosstalk ist das Nebensprechen von einem Channel auf den nächsten. Besonders Alien-FEXT stellt einen problematischen Parameter dar, und wahrscheinlich werden aktive Komponenten auf kurzen Strecken ihre Signalpegel automatisch reduzieren, um diese Störgröße zu minimieren. Während geschirmtes Kabel typischerweise sehr immun gegen Alien-Crosstalk ist, stellen auch Hersteller ungeschirmter Systeme erste Muster von Kabeln vor, die diesen neuen Anforderungen entsprechen.

Herausforderung Augmented NEXT: Erste Drafts sahen vor, dass die Grenzwertkurve für das NEXT, also das Nahnebensprechen, unter Verwendung der gleichen Formel auf 625 MHz verlängert wird. Da sogar Stecker und Buchsenkombination, die Cat.6-Anforderungen weit überschreiten, und damit sehr gefordert sind, zeigt der letzte Draft vom März eine ab rund 400 MHz entspannte Grenzwertkurve an.

Daraus ergeben sich auch neue Herausforderungen an Feldtester für die Zertifizierung von Cat.6a-Systemen. Die Klasse, der ein Verkabelungssystem angehört, bestimmte immer schon die Anforderungen an den Feldtester. Der Standard ISO/IEC 61935-1 deckt heute die Klassen D, E und F ab (siehe rechts Tabelle 1).

Jene Version von IEC-61935-1, die auch die Level-IV-Anforderungen beinhaltet, hat den Status »Commitee Draft for Vote«. Veränderungen sind nicht mehr wahrscheinlich. Zusätzlich zu den Levels definiert der Standard auch die Anforderungen für die verschiedenen Mess-Modelle.

Die Genauigkeitsforderung für die »Base Line« ist nur indirekt von Bedeutung, da im Feld nur nach dem Permanent-Link- und Channel-Modell gemessen wird. Sie kann mit der Leistung an der Kurbelwelle eines Fahrzeugs verglichen werden. Interessant ist eigentlich die Leistung an den Antriebsrädern, beziehungsweise dem Permanent-Link-Adapter. Nur wenn dieser ein geringes Eigen-Nebensprechen (Residual-NEXT) und interne Reflexionen (Residual-Return-Loss) hat, ergibt sich eine zufriedenstellende Genauigkeit.

Wenn man bedenkt, dass ein Class-F-System bei gleicher Frequenz ein um 20 dB besseres NEXT liefert, ist es leicht verständlich, dass der Feldtester mit einer höheren Dynamik ausgestattet sein muss. ISO/IEC 61935-1 definiert die Anforderung an Feldtester, jedoch wird diese nicht als Genauigkeit in dB für einen bestimmten festgelegt, sondern durch:

• 15 Performance-Parameter, die der Feldtester erfüllen muss sowie

• Formeln zur Kalkulation der Worst-Case-Genauigkeit basierend auf den Performance-Parametern.

Der Grund für diesen Weg ist, dass eine exemplarische Bewertung der Genauigkeit nur einen bedingten Aufschluss über die Resultate im Worst-Case gibt.

Einer der wichtigsten Performance-Parameter ist das Residual-NEXT, jenes Eigen-NEXT, das der Feldtester aufzeigt, wenn er einen unendlich guten Link messen würde. Für diese Messung wird der Permanent-Link oder Channel-Adapter mit 100 Ohm abgeschlossen.

Tabelle 2 zeigt, dass das Eigen-NEXT zumindest 20 dB besser als der zu messende Wert sein muss. Manche Feldtester übertreffen diesen Wert bei weitem, und es ist relativ einfach, das Residual-NEXT zu verifizieren. Es bedarf dafür keiner Labormesstechnik. Wie das geschehen kann, soll anhand zweier Beispiele gezeigt werden Tester A: Zwei der am weitest verbreiteten Feldtester bieten für eine verbesserte Genauigkeit in der Return-Loss-Messung ein Kalibriermodul an. Dieses kann auch sehr einfach zum Verifizieren des Residual-NEXT verwendet werden, indem der 100-Ohm-Load-Teil mit dem Permanent-Link-Adapter verbunden wird. Danach führt der Anwender einen Einzel-Test »NEXT« durch und speichert die Ergebnisse.

Tester B: Im zweiten Fall verwendet der Feldtester herkömmliches Patchkabelmaterial für den Permanent-Link-Adapter. Um das Residual-NEXT zu überprüfen, fügt der Anwender einen für die Class-E-Messung »unsichtbaren« Steckverbinder in den Messaufbau ein. In diesem Fall ist es ein Type-MMC-3000 des Herstellers BKS, der mit einem NEXT von > 95 dB bei 100 MHz für dieses Experiment mehr als geeignet ist. Manche Feldtester erlauben keine NEXT-Messung in einen 100-Ohm Abschluss – Vermutungen über die Beweggründe der Hersteller bleiben dem Leser überlassen – durch einen einfachen Trick wird dies dennoch möglich.

Der Anwender schließt nur drei der vier Paare mit 100 Ohm ab (Standard-100-Ohm-Abschluss von BKS in RF-Qualität) und verbindet ein Leitungspaar (beispielsweise Leitungspaar 1/2) mit der Remote-Einheit und führt einen Autotest durch. Danach verbindet er ein anderes Paar (beispielsweise 7/8), wiederholt den Test und speichert auch diese Ergebnisse ab.

Analyse der Tester A und B

Es ist klar zu erkennen, dass der Tester A die Anforderungen des Level-III mit großer Reserve erfüllt, während das Eigen-NEXT des Tester B weniger als 10 dB besser als der zu messende Wert an der Grenzwertkurve ist und die Level-III-Anforderung bei weitem nicht erfüllt ist. Selbst wenn die anderen Performance-Parameter bei weitem überschritten werden, können diese ein unzureichendes Eigen-NEXT nicht kompensieren.

Es stellt sich die Frage, ob Level-III-Genauigkeit ausreichend für Cat.6a ist und ob Level-IV die ultimative Genauigkeit darstellt. Im ersten Ansatz ist man sicherlich geneigt, der Überlegung zu folgen, dass schon Level-III ausreichen müsste, wenn Cat.6a nur die Cat.6/Class-E-Grenzwerte verlängert.

Betrachtet man jedoch obiges Diagramm 1, erkennt man folgendes:

• Eine Verlängerung der Level-III-Kurve ergibt eine Ungenauigkeit von 6,5 dB bei 625 MHz, ein sicherlich unakzeptabler Wert.

• Als Mindestanforderung sollte Level-IV gelten, und auch dieser bietet mit 4,7 dB eine Genauigkeit, die mit Skepsis zu bewerten ist.

Diagram 1 zeigt außerdem, dass bei der jeweiligen Maximalfrequenz Level-IV (600 Mhz) weniger genau als Level-III (300 MHz) ist.

10GBaseT wird die Welt der Zertifizierung von Verkabelungssystemen auch in anderer Weise verändern. Mit Cat.6 war ein Standard gegeben, der von keiner Applikation voll ausgenützt wurde. Hatte der Planer es nicht genau definiert, wurde in manchen Fällen der Tester verwendet, der die besten Ergebnisse lieferte. Dies galt besonders dann, wenn ein anderes Modell ein »FAIL« zeigte. 10GBaseT wird die Leistung, spezifiziert durch Cat.6a, zur Gänze benötigen und solche Praktiken mit Ausfällen im Betrieb »bestrafen«.

Zur Zeit werden am Markt zwei Geräte angeboten, die bis 600 MHz und darüber messen können. Am 5. Mai 2004 stellte Fluke Networks einen neuen Feldtester vor, der eine Cat.6/Class-E-Messung in nur zwölf Sekunden ausführt und auch verspricht die Level-IV-Anforderungen bei weitem zu überschreiten.

Christian Schillab, Produktmanager Media Test, Fluke Networks Europe, Mitglied British Standards Institute Arbeitskreis TCT 7/-/1 und Cenelec TC215 Arbeitskreis WG1 PT-Home und PT-Test