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Montag, den 29. September 2014 um 10:19 Uhr

 

Einfache LAN-Verkabelung für den Hausgebrauch

Bisher hatte ich unsere fünf Rechner mit WLAN vernetzt. Durch zunehmende Störungen ist die Verbindungsqualität immer unzuverlässiger geworden, so dass ich mich zu einer LAN-Verkabelung entschloss. Ich habe es nicht bereut. Ob meine Lösung in den jeweiligen Ländern erlaubt ist, weiß ich nicht. In Schweden herrscht auf jeden Fall der allgemein praktizierte Pragmatismus vor.

Zu verkabeln waren fünf Rechner, die im Keller und im Erdgeschoss eines Einfamilienhauses verteilt sind. Das Haus ist aus Holz in Ständerrahmenbauweise gebaut, was die übliche Bauweise in Schweden darstellt. Als Isolation dienen dicke Schichten aus Glaswolle, die selbst Außentemperaturen von -30 °C trotzen, obwohl die ganze Konstruktion an eine in Glaswolle eingepackte Pappschachtel erinnert.


Hauseigene LAN-Verkabelung im Härtetest. Auf 9 Rechnern laufen gleichzeitig verschiedene Videos von verschiedenen Rechnern.

Welches Kabel ich verwendet habe und was bei der Montage allgemein zu beachten ist, habe ich im Kapitel RJ45-Stecker-Montage genau beschrieben. Das Netz habe ich zukunftssicher für 1 GBit/sec ausgelegt. Dazu müssen alle 8 Adern des Netzwerkkabels belegt werden und der Switch muss ebenfalls dafür geeignet sein. 220 Meter geschirmtes Cat5e-Kabel wurden verbraucht. Normalerweise wird kein geschirmtes Kabel  benötigt. Da ich aber Funkamateur bin, wollte ich alles zur Erhöhung der Störfestigkeit und Senkung der Störstrahlung unternehmen. Die Mehrkosten für geschirmtes Kabel fallen kaum ins Gewicht.

Da diese Installation nur für meinen eigenen Heimgebrauch vorgesehen ist, habe ich auf die üblichen Standards verzichtet. Normalerweise wird Verlegekabel (die Adern bestehen aus massiven Drähten) verwendet, das über ein Patchfeld mit dem Switch verbunden wird und in den Zimmern befinden sich Netzwerkdosen. Bei meiner Lösung war es bequemer Patchkabel (die Adern bestehen aus Litzen) zu verlegen, an deren Enden einfach RJ45-Stecker gecrimpt werden. Ein Handwerksbetrieb würde so eine Lösung niemals anbieten, weil durch die unvermeidbaren Bewegungen des Kabels, wenn PCs verrutscht werden, die Kabel irgendwann mal brechen können. Für mich stellt dies aber im Heimbereich kein Problem dar, weil ich dann einfach einen neuen Stecker ancrimpen würde. Dies kann der normale PC-Nutzer aber nicht. Deshalb sind bei einer professionellen Lösung alle flexiblen Leitungen aus Patchkabel steckbar, wie sie zum Beispiel von der Netzwerkdose zum PC führen, und sie sind somit von jedem austauschbar.

Bei der Planung hat mir ein alter, ungenutzter Kaminschacht geholfen, der vom Keller in den Dachboden führt. Der Router steht in einer Ecke des Erdgeschosses. Von dort geht ein Kabel durch die wenige cm dicke Holzdecke in den Dachboden. Dort geht es weiter direkt den Kaminschacht herunter, wo sich der Switch als zentrales Drehkreuz des Netzwerks im Keller befindet. Alle Zimmer des Erdgeschosses werden über den Dachboden mit den LAN-Kabeln versorgt. Da sich der Switch bereit im Keller befindet, war die Versorgung der dortigen Rechner auch kein Problem. Bei der Gelegenheit wurden auch gleich Telefonkabel verlegt, die ebenfalls mit dem Cat5-Kabel realisiert wurden.

Es ist nicht ratsam den Switch auf dem unisolierten Dachboden unterzubringen. Hier können im Winter Temperaturen von -20 °C auftreten und im Sommer Temperaturen von über 40 °C. Bei extremen Temperaturen würde der Switch ausfallen. Auf dem Dachboden befinden sich nur durchgehende Kabel, so dass es praktisch ausgeschlossen ist, dass ich für einen Reparaturfall in den Dachboden klettern muss.

Eine Verlegung unter Putz war bis eine Ausnahme nicht möglich. Die meisten Kabel konnten unauffällig in 15 x 15 mm große Kabelkanäle versteckt werden, in denen zwei Cat5e-Kabel passen. Im Wohnzimmer konnte ein in der Wand geführtes Verlegerohr genutzt werden, das für das Antennenkabel in den Dachboden führt. Der Netzwerkanschluss im Wohnzimmer dient für das Betrachten von Filmen. Von den Antennenkabeln meiner Amateurfunkstation habe ich mindestens 1,5 Meter Abstand gehalten.

Übrigens ist WLAN weiterhin noch in Betrieb um die Tablet-PCs und Smartphones versorgen zu können. WLAN hat den Nachteil, dass es es wie ein drahtloser Hub funktioniert und an alle Stationen gleichzeitig sendet. Dazu kommt es zu Überlastungen, da sich ja alles auf einem einzigen Kanal abspielen muss. Dies merkt man dann, wenn per WLAN von einem Rechner auf den anderen überspielt wird. Ein Switch hingegen sendet die Daten nur gezielt an die adressierten Rechner. Abgesehen davon sind die effektiven Übertragungsraten viel schneller. Eine 54 MBit/sec-WLAN-Verbindung entspricht etwa einer 10 MBit/sec-LAN-Verbindung, wenn das WLAN nicht gestört wird. 200 MByte brauchen für die Übertragung bei WLAN und 10 MBit/sec-LAN etwa 5 Minuten, bei 100 MBit/sec etwa 30 Sekunden und bei 1 GBit/sec sind es nur ein paar Sekunden. Abgesehen davon ist LAN störungsfrei. Es ist kein Problem oben im Wohnzimmer einen Spielfilm zu betrachten, dessen Datei auf einem Rechner im Keller gelagert ist. Bei WLAN kam es immer wieder störungsbedingt zu Unterbrechungen. Im Gegensatz zu LAN ist PowerLAN, also die Nutzung der Stromleitungen über PowerLAN-Adapter, auch nicht störungsfrei, denn auf den Netzleitungen tummeln sich allerhand Störimpulse, die die Geschwindigkeit drosseln. Wegen der hohen Störpegels kommt PowerLAN für mich als Funkamateur überhaupt nicht in Frage, da ich sonst meinen eigenen Funkbetrieb auf Kurzwelle stören würde.

Nachfolgend ein paar Eindrücke von der Verkabelung. Bei allen Verlegearbeiten haben ich darauf geachtet, dass alle Kabel am Stück vom Switch zu den PCs geführt werden. Außerdem habe ich im Sinne der Flexibilität für genügend Überlänge gesorgt, die im Dachboden leicht unterzubringen war.


Das sind 100 Meter Cat5e-Kabel. 220 m habe ich bis jetzt für mein Projekt verbraucht. Abgerollt wird das Kabel von innen. Dann kann die auf das Kabel aufgedruckte Meterangabe gleich genutzt werden.


Der Switch hat im Keller im Fuße eines ungenutzten Kaminschachtes seinen Platz gefunden.


Blick in den Kaminschacht nach oben vom Keller in den Dachboden. Dort oben muss für die Kabel nur eine Schicht Glaswolle durchstochen werden.


In den Dachboden kommt man nur durch eine Luke. Die Klinkerwand ist nur Fassade. Das Haus ist aus Holz.


Hier muss man also hineinkraxeln.


Der Dachboden ist sehr staubig, weshalb eine Staubschutzmaske angebracht ist. Hier kann man sich nur auf allen Vieren fortbewegen. An einigen Stellen mussten zusätzliche Bodenbretter verlegt werden, um nicht in der Glaswolle zu versinken.


Die Kabel wurden in der passenden Länge zugeschnitten, auf den Dachboden geschleppt und von dort mit einem schweren Bohrer als Gewicht den Kaminschacht heruntergelassen. Die Stecker sind auf einer Seite schon vormontiert.


Die ersten Kabel führen bereits in den Dachboden.


In den Zimmern des Erdgeschosses wurde einfach in einer Ecke ein Loch in die Decke gebohrt, durch das ein 5 mm dicker Alustab gesteckt wurde.


Dieser Alustab wurde dann von unten durch die bis zu 70 cm dicke Schicht aus Glaswolle gestochen und war oben sichtbar. An diesem Stab wurde mit Klebeband oben im Dachboden das Netzwerkkabel befestigt.


Dann wurde von unten der Alustab heruntergezogen und das Kabel kommt zum Vorschein.


Die Kabel werden unauffällig in 15 x 15 mm große Kabelkanäle geführt, in denen zwei Netzwerkkabel bequem passen. Es fehlt noch der Deckel. Die Kabelkanäle wurden mit kleinen, 2 cm langen Schrauben befestigt. Mit einem Akkuschrauber geht das Verschrauben ganz bequem.


Der fertig montierte Kabelkanal fällt so gut wie nicht auf.


Inzwischen hängen bis auf eins alle Kabel am Switch. Leider hatte ich immer noch auf die Knickschutzhüllen gewartet. Deshalb wurde eine Lösung mit Klebeband gewählt. Wenn ich Zeit habe, werde ich die Kabel etwas schöner verlegen, obwohl es keinen Einfluss auf die Funktion hat. Der Kamin ist natürlich nicht mehr in Betrieb. Er stammt aus der Zeit, als in Schweden noch mit Heizöl geheizt wurde. Heute ist Erdwärme die beliebteste Heizquelle und dafür braucht man keinen Schornstein. Auf Erdgas käme in Schweden niemand auf die Idee, weil man sich nicht vom Ausland abhängig machen möchte.


Im Wohnzimmer konnte ich durch ein Verlegerohr das Kabel von unten in den Dachboden schieben. Genau am oberen Ende des Verlegerohr bewegt es sich wegen eines kleinen Grates nicht mehr weiter. Deshalb wurde das Kabel mit einem Stück Draht versehen, womit es dann mit einer Zange aus dem Verlegerohr gezogen werden konnte. Dann wurde im Dachboden das eigentliche Kabel mit Klebeband Stumpf an Stumpf befestigt, um es von unten in das Wohnzimmer nach unten zu ziehen.


Am Anfang herrscht das durchdachte Chaos. Modem, Router und die ATA für VoIP wurden vorübergehend in einem Kunststoffbehälter untergebracht.


Nun sieht es schon ordentlicher aus. Allerdings ist Ordnung nicht immer gut. Den Router sauber über das DSL-Modem zu stapeln, war keine glorreiche Idee, da beides sich gegenseitig aufheizte. Später wurde der Router nach hinten verschoben.


Aus den Augen, aus dem Sinn. Hinter der Serviceklappe arbeitet der Switch nun unbemerkt rund um die Uhr vor sich hin. Bei einem maximalen Verbrauch von 4,5 Watt ergibt dies in 10 Jahren fast 400 kWh. Die Wahl des Switches sollte sich nicht nur nach dem Preis, sondern auch nach dem Stromverbrauch richten. Dieses Exemplar senkt seine Leistung automatisch auf unter 2 Watt, wenn nur ein Port in Betrieb ist.


Nach einigen Tagen Betrieb mit dem LAN-Netz durfte ich zu meiner Freude feststellen, dass der Aufbau der Webseiten nicht mehr hängt. Auch musste ich früher manchmal ewig auf Aktualisierungen warten, was bei Bankgeschäften oder beim Buchen von Flügen sehr nervig ist. Offenbar lag dies an einem gestörten WLAN, das nicht nur von benachbarten WLAN-Nutzern herstammen kann. Auf den WLAN-Frequenzen befinden sich noch andere Funkdienste, die gegenseitige Störungen hinnehmen müssen. Benachbarte WLAN-Kanäle sind zudem überlappend angebracht. Eine Netzwerkverkabelung ist die zuverlässigste Art seine Rechner zu verbinden. Übrigens funktioniert mein WLAN jetzt besser, weil weniger Geräte auf das WLAN-Netz zugreifen. Alles in allem ein voller Erfolg.

Für die EMV-gerechte LAN-Verkabelung helfen die folgenden Links weiter:

1. http://www2.wi.fh-flensburg.de/wi/riggert/-- Kabelhandbuch-Daetwyler/kapitel/kapitel9_1.htm

2. http://www2.wi.fh-flensburg.de/wi/riggert/-- Kabelhandbuch-Daetwyler/kapitel/kapitel9_2.htm

3. http://www2.wi.fh-flensburg.de/wi/riggert/-- Kabelhandbuch-Daetwyler/kapitel/kapitel9_3.htm

4. http://www2.wi.fh-flensburg.de/wi/riggert/-- Kabelhandbuch-Daetwyler/kapitel/kapitel10_1.htm

Ansonsten fallen wieder Theorie und Praxis auseinander. Einerseits ist es wichtig, dass die Schirmung beidseitig des Kabels angeschlossen ist. Andererseits kann dies wieder zu Erdschlaufen führen, was dann das Abschirmgeflecht wie Antennen wirken lässt.

Sowohl beim Senden als auch Empfangen gibt es bei mir keine Probleme mit meinem Kurzwellenamateurfunk. Insgesamt habe ich ja über 200 m Kabel verlegt, die als potenzielle Antenne ihre Wirkung entfallten könnten. Als zentralen Erdungspunkt könnte ich den Switch nehmen. Dafür habe ich extra einen gekauft, der den einschlägigen Normen entspricht und vor allen Dingen Netzwerkanschlüsse mit Masseverbindungen hat. Probeweise habe ich dann den Switch mit dem Schutzleiter verbunden, der auf kürzestem Weg zur Potentialausgleichsschiene führt. Einen Unterschied konnte ich nicht feststellen.


Einfacher EMV-Test. Es wurden 4 Mal eine Datei von 200 MByte über das LAN geschickt. Bei den beiden linken Datei-Übertragungen wurde gleichzeitig eine Winmor-Verbindung mit 50 Watt auf etwa 3,6 MHz (80m-Amateurfunkband) aufgebaut, wobei abwechselnd empfangen und gesendet wurde. Bei den beiden rechten Abschnitten wurde nichts gesendet. Die Antenne ist ein Full-Size-Dipol in 30 m Abstand und 15 m Höhe.

Auf Lang- und Mittelwelle sind mir Stellen mit Netzbrumm aufgefallen. Zog ich dann den Niederspannungsstecker vom Switch ab, verschwanden die Brummstellen vollständig. Ringkerne auf der Niederspannungsseite brachten keinen Erfolg. Nachdem ich ein handelsübliches Netzfilter auf der Netzzuleitung des Steckernetzteils für den Switch anbrachte, verschwanden die Störungen vollständig. Dieses Steckernetzteil ist ein Schaltnetzteil. An ihm lag es wahrscheinlich nicht. Anscheinend erzeugt der Switch Störimpulse, die sich über die Netzzuleitungen verbreiten können.

Zuletzt aktualisiert am Dienstag, den 15. September 2015 um 15:29 Uhr
 
3. Februar 2017

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