Kupferverkabelung nach EN 50173 (Cat 6a bis Cat 8), Schirmungsarten (U/UTP, S/FTP), Lichtwellenleiter (Single-Mode vs. Multi-Mode), PoE-Standards und WLAN (Wi-Fi 5 bis Wi-Fi 7).
📖 Fachtheorie & KMK-Prüfungswissen
1. Strukturierte Verkabelung nach EN 50173
Die strukturierte Gebäudeverkabelung gliedert sich in Primärbereich (Campus / Gebäude-zu-Gebäude), Sekundärbereich (Steigtrassen / Stockwerk-zu-Stockwerk) und Tertiärbereich (Etagenverteiler zur Anschlussdose):
- Max. Kabellänge im Tertiärbereich: 100 Meter (90 m fest verlegtes Verlegekabel + 2 x 5 m Patchkabel).
- Schirmungsbezeichnung XX/YTP nach ISO/IEC 11801:
- XX = Gesamtschirmung (U = ungeschirmt, F = Folie, S = Geflecht).
- Y = Adernpaarschirmung (U = ungeschirmt, F = Folie).
- S/FTP: Gesamtes Kabel mit Geflechtschirm, jedes einzelne Adernpaar mit Folie geschirmt (höchste Störsicherheit gegen Übersprechen / NEXT).
2. Lichtwellenleiter (LWL): Single-Mode vs. Multi-Mode
| Merkmal | Multi-Mode (OM3 / OM4 / OM5) | Single-Mode (OS2) |
|---|
| Kerndurchmesser | 50 µm (großer Kern) | 9 µm (extrem dünner Kern) |
| Lichtquelle | Günstige LEDs oder VCSEL-Laser | Präzise Halbleiterlaser |
| Signalausbreitung | Mehrere Lichtmoden reflektieren (Modendispersion begrenzt Reichweite) | Nur ein einziger Lichtstrahl wandert axial ohne Reflexion |
| Reichweite | Bis ca. 300 – 550 m | Bis 10 – 40+ km |
| Typischer Einsatz | Gebäudeinterne Backbones, RZ-Verkabelung | Weitverkehrsnetze (WAN), Campus-Verkabelung |
3. Power over Ethernet (PoE) & WLAN
- PoE (802.3af): Bis 15,4 W am Switch (z. B. einfache VoIP-Telefone).
- PoE+ (802.3at): Bis 30 W (z. B. WLAN Access Points, PTZ-Überwachungskameras).
- 4PPoE (802.3bt): Bis 60 W (Typ 3) bzw. 90 W (Typ 4) für POS-Terminals und Smart-Lighting.
- WLAN-Standards:
- Wi-Fi 5 (802.11ac): 5 GHz, bis ca. 3,5 Gbit/s.
- Wi-Fi 6 / 6E (802.11ax): 2,4 GHz, 5 GHz und 6 GHz, OFDMA, MU-MIMO, geringere Latenzen in dichten Netzen.
- Wi-Fi 7 (802.11be): Bis zu 320 MHz Kanalbandbreite und Multi-Link Operation (MLO).
✍️ Authentische IHK-Prüfungsaufgaben mit Erwartungshorizont
Verkabelungskonzept für Firmenneubau
8 Punkte
Ein neues Verwaltungsgebäude soll vernetzt werden. Die Entfernung zwischen Hauptverteiler (EG) und dem entferntesten PC im 3. OG beträgt kabelgebunden 135 Meter. Zudem soll ein Nebengebäude in 450 m Entfernung redundant angebunden werden.
1. Erläutern Sie, warum ein direktes Verlegen von Kupferkabel (Cat 6a) zum PC im 3. OG nicht zulässig ist, und schlagen Sie die normgerechte Lösung vor.
2. Welchen Kabeltyp (Kupfer oder LWL, inkl. Fasertyp) wählen Sie für die Anbindung des 450 m entfernten Nebengebäudes? Begründen Sie Ihre Entscheidung.
💡 Didaktischer Erwartungshorizont & Punkteverteilung (nach KMK-Kriterien)
1. Problem & Lösung 3. OG:
- Nach EN 50173 und IEEE 802.3 ist die maximale Linklänge für Kupfer-Twisted-Pair auf 100 Meter (90 m Verlegekabel + 10 m Patchkabel) begrenzt. Bei 135 m kommt es zu unzulässig hoher Signaldämpfung und Paketverlusten. (2 Pkt.)
- Lösung: Installation eines Zwischenverteilers (Etagenverteilers) im 2. oder 3. OG, der vom Hauptverteiler über einen LWL-Backbone versorgt wird. Vom Etagenverteiler aus werden die Arbeitsplätze mit Kupferleitungen unter 100 m angebunden. (2 Pkt.)
2. Anbindung des 450 m entfernten Nebengebäudes:
- Kabeltyp: Lichtwellenleiter (LWL), vorzugsweise Single-Mode (OS2) oder hochwertiges Multi-Mode (mind. OM4). (2 Pkt.)
- Begründung: Kupferkabel scheidet wegen der 100m-Begrenzung aus. Zudem bietet LWL vollständige galvanische Trennung gegen Potenzialunterschiede zwischen Gebäuden und ist immun gegen elektromagnetische Störungen und Blitzeinschläge. (2 Pkt.)