Übungsaufgaben zur strukturierten Verkabelung

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https://oer-informatik.de/strukturierte-verkabelung-uebungsaufgaben

Strukturierte Verkabelung, Patchfeld, Netzwerkdose, Twisted Pair, Kategorie und Klasse, AWG, Messprotokoll, NEXT, Übungsaufgaben, Prüfungsvorbereitung

tl/dr; (Bearbeitungszeit insgesamt 143 min, mehrere Aufgaben): Sieben Übungsaufgaben vom richtigen Port in der Doppeldose über Verteiler, Bereiche, Kategorien und Schirmbezeichnungen bis zur Planung einer Etage mit Längenberechnung, zum Lesen von Kabelaufdrucken und Datenblättern und zur Auswertung von Messprotokollen. Alle Lösungen sind ausgeblendet und mit Punkteverteilung versehen [AI-Assisted]. (Zuletzt geändert am 28.10.2026)

Diese Übungsaufgaben gehören zum Artikel Strukturierte Verkabelung und Kupferleitungen.

Wortwolke mit den Begriffen der Übungsaufgaben zur strukturierten Verkabelung (mit KI erstellt)

Hinweise zur Bearbeitung: Bis zur Teil-1-Prüfung der IT-Berufe solltest Du die Basiskompetenz beherrschen, also Aufgabe 1.1 und Aufgabe 1.2. Als ISE oder IKS musst Du zur Teil-2-Prüfung Aufgaben auf Kernkompetenz-Ebene lösen können, das sind Aufgabe 2.1 und Aufgabe 2.2. Von ISE wird zusätzlich erwartet, dass ihnen Aufgaben auf Profilkompetenz-Ebene (Aufgabe 3.1, Aufgabe 3.2 und Aufgabe 3.3) keine Probleme bereiten. Englische Datenblattauszüge sind bewusst nicht übersetzt. Schreib Deine Lösung zuerst vollständig auf, bevor Du die Beispiellösung aufklappst.

Du möchtest eigene Aufgaben zum Üben von einem KI-Sprachmodell generieren lassen?

Kopiere den Text in ein KI-Sprachmodell Deiner Wahl und passe Kompetenzstufe, Anzahl, Bearbeitungszeit und Szenario bei Bedarf an. Wie die Aufgaben aufgebaut sind, beschreibt der Artikel Wie sind die Aufgaben aufgebaut?. Prüfe die Ergebnisse mit dem Lehrartikel: KI-Sprachmodelle machen Fehler.

Erstelle neue Übungsaufgaben zum Thema „Strukturierte Verkabelung und
Kupferleitungen“.

Bauplan: Halte Dich an Aufbau, Kompetenzstufen, Operatoren,
Anforderungsbereiche, Punkte und Zeitschätzung, die im Artikel
https://oer-informatik.de/aufgaben-aufbau beschrieben sind.

Fachliche Grundlage:
- https://oer-informatik.de/strukturierte-verkabelung
- https://oer-informatik.de/netzwerke-grundlagen
- https://oer-informatik.de/wlan
- Stilbeispiel: https://oer-informatik.de/strukturierte-verkabelung-uebungsaufgaben

Die Aufgaben sollen Inhalte zu diesen Schlagwörtern abdecken:
- Strukturierte Verkabelung
- Patchfeld
- Netzwerkdose
- Twisted Pair
- Kategorie und Klasse
- AWG
- Messprotokoll
- NEXT

Kompetenzstufe: Profilkompetenz (alternativ: Basiskompetenz, Kernkompetenz, Expertise)
Anzahl: 1 Aufgabe mit Teilaufgaben
Bearbeitungszeit in Minuten ca.: <5 bis 30 min>
Szenario: eines der Szenarien aus dem Bauplan

Vorgehen:
1. Lies zuerst die verlinkten Artikel. Kannst Du keine Webseiten
   abrufen, sag mir das, statt zu raten.
2. Steht bei einer Angabe noch ein Platzhalter in <…>, frag mich
   zuerst danach. Richte Punkte und Zahl der Teilaufgaben nach der
   Bearbeitungszeit (ca. 0,9 min je Punkt).
3. Gib je Aufgabe Titel mit Kompetenzstufe, Ausgangssituation und
   Teilaufgaben mit Operator und Punktzahl aus, dazu die geschätzte
   Bearbeitungszeit.
4. Gib die Beispiellösungen mit Punkteverteilung erst aus, wenn ich
   danach frage.

Aufgabe 1.1: Ein Check-in-Terminal im Foyer anschließen (Basiskompetenz)

(ca. 17 min Bearbeitungszeit)

Am Ratz und Rübe Berufskolleg bereitet das Technikteam der Schüler*innen das Barcamp vor. Emre Aksoy, Auszubildender Fachinformatiker für Systemintegration und Leiter des Technikteams, bittet Dich, im Foyer von Gebäude A drei Geräte anzuschließen: das Check-in-Terminal (gehört ins Orga-Netz), einen Infomonitor am Eingang und einen Rechner, auf dem Gäste ihre Präsentationen testen können. Im Boden des Foyers sitzt ein Bodentank mit vier RJ45-Buchsen A0-EV-PF1.07 bis A0-EV-PF1.10. Alle vier sind im Etagenverteiler gepatcht:

Rangierliste Etagenverteiler Erdgeschoss Gebäude A (Auszug)
Dosenport Switch SW-A0 VLAN Bemerkung
PF1.07 Gi0/15 140 (Gästenetz) nur Internetzugang
PF1.08 Gi0/16 150 (Kameras) PoE, nur für Überwachungskameras
PF1.09 Gi0/17 120 (Infomonitore)
PF1.10 Gi0/18 110 (Orga-Netz)

a) Ordne jedes der drei Geräte einer Buchse zu und begründe Deine Wahl jeweils über das VLAN. Erkläre außerdem, warum die vierte Buchse frei bleibt, obwohl sie gepatcht ist. (4 Punkte)

b) Am Barcamp-Morgen zeigt das Check-in-Terminal keinen Link. Die Strecke zum Switch besteht aus mehreren Abschnitten. Gib an, welche Abschnitte das Technikteam ohne Werkzeug selbst tauschen kann und welcher Abschnitt nur gemessen bzw. von der Schul-IT repariert werden kann. Lege fest, in welcher Reihenfolge Du die Abschnitte prüfst, und begründe die Reihenfolge. (4 Punkte)

a) Je Gerät 1 Punkt: Check-in-Terminal an PF1.10 (Gi0/18, VLAN 110 = Orga-Netz); Infomonitor an PF1.09 (Gi0/17, VLAN 120 = Infomonitore); Präsentations-Testrechner der Gäste an PF1.07 (Gi0/15, VLAN 140 = Gästenetz, nur Internet, kein Zugriff auf Orga-Daten). Freie Buchse (1 Punkt): PF1.08 liegt im Kamera-VLAN 150; ein anderes Gerät bekäme dort keine passende Adresse bzw. würde sich unerwünscht ins Kameranetz einklinken.

b) Selbst tauschbar (1 Punkt): das Patchkabel vom Terminal zum Bodentank und das Patchkabel vom Patchfeld zum Switch (bzw. ein anderer Switch-Port im selben VLAN). Nicht tauschbar (1 Punkt): das fest verlegte und aufgelegte Verlegekabel zwischen Bodentank und Patchfeld; es kann nur mit einem Kabeltester geprüft und von der Schul-IT neu aufgelegt oder ersetzt werden. Reihenfolge mit Begründung (2 Punkte), z. B.: zuerst das Patchkabel am Terminal tauschen (schnell, häufigste Fehlerquelle, weil es bewegt und getreten wird), dann im Schrank Link-LED von Gi0/18 prüfen und das dortige Patchkabel tauschen, zuletzt das Verlegekabel messen – vom geringsten zum größten Aufwand.

c) Im Seminarraum A1.04 steht ein Bodentank mit drei unbeschrifteten RJ45-Buchsen, die Du mit Klebepunkten rot, gelb und blau markierst. Laut Rangierliste des Etagenverteilers im 1. OG sind die Patchfeldports so gepatcht: PF1.21 → Gi0/21 (VLAN 110, Orga-Netz), PF1.22 → Gi0/22 (VLAN 120, Infomonitore), PF1.23 → Gi0/23 (VLAN 140, Gästenetz). Emre gibt Dir einen Hand-Netzwerktester:

[ rot ]                       [ gelb ]                      [ blau ]
Link  1000 Mbit/s             Link  1000 Mbit/s             Link  1000 Mbit/s
LLDP  SW-A1  Gi0/23           LLDP  keine Daten             LLDP  SW-A1  Gi0/22
VLAN  140                     DHCP  10.110.0.83/24          VLAN  120
DHCP  10.140.0.112/24         GW    10.110.0.1              DHCP  10.120.0.57/24

ca) Ordne die drei Buchsen den Patchfeldports zu und gib ihre Beschriftung nach dem Schema <Gebäude><Etage>-<Verteiler>-<Patchfeld>.<Port> an. (2 Punkte)

cb) An der gelben Buchse besteht ein Link, der Tester zeigt aber keine LLDP-Daten. Nenne zwei mögliche Gründe dafür. Beschreibe außerdem zwei voneinander unabhängige Wege, mit denen Du die Zuordnung der gelben Buchse absicherst. (4 Punkte)

d) Für den Ausstellerbereich verlegt das Technikteam provisorisch Leitungen über einen Laufweg. Beschreibe ein Sicherheitsrisiko lose verlegter Kabel und eine Gegenmaßnahme. (2 Punkte)

e) Netzwerkkabel bestehen aus paarweise verdrillten Adern. Aus welchem Grund werden die Adern verdrillt? Trage die Ziffer der zutreffenden Aussage ein. (2 Punkte)

  1. Die Verdrillung erleichtert die Unterscheidung und Zuordnung der Adern.

  2. Die Verdrillung verringert gegenseitige Störungen der Paare und die Einkopplung äußerer Störungen.

  3. Die Verdrillung trennt Datenadern eindeutig von Adern der Stromversorgung.

  4. Die Verdrillung ist nur für die Herstellung nötig und hat im Betrieb keine Wirkung.

ca) rot → A1-EV-PF1.23 (LLDP Gi0/23, VLAN 140), blau → A1-EV-PF1.22 (Gi0/22, VLAN 120), gelb → A1-EV-PF1.21 (Orga-Netz, siehe cb) (1 Punkt für die Zuordnung, 1 Punkt für die Beschriftung).

cb) Gründe (je 1 Punkt), z. B.: LLDP ist auf diesem Switch-Port bzw. in diesem VLAN abgeschaltet; der Switch sendet nur CDP, das der Tester nicht auswertet; der Tester hat noch kein LLDP-Paket empfangen (Sendeintervall oft 30 s); zwischen Bodentank und Switch hängt ein Gerät ohne LLDP (z. B. ein kleiner Switch). Absicherung (je 1 Punkt), z. B.: Die DHCP-Adresse 10.110.0.83/24 mit Gateway 10.110.0.1 gehört laut Adressplan zum Orga-Netz und passt damit nur zu PF1.21; in der MAC-Adresstabelle von SW-A1 die MAC-Adresse des Testers suchen – sie muss auf Gi0/21 auftauchen; alternativ das Kabel mit Tongenerator und Suchsonde bis zum Patchfeld verfolgen. Ergebnis in der Rangierliste nachtragen.

d) Risiko (1 Punkt): Personen können stolpern und sich verletzen, oder ein Kabel wird versehentlich herausgerissen und die Verbindung unterbrochen. Maßnahme (1 Punkt): Kabel mit einer Kabelbrücke abdecken oder über einen anderen Weg (Kabelkanal, Decke) führen.

e) Ziffer 2 (2 Punkte).

Aufgabe 1.2: Kabel für die Werkstatt auswählen (Basiskompetenz)

(ca. 11 min Bearbeitungszeit)

Die CSB-Rad GmbH richtet in der Werkstatt in Bielefeld-Sennestadt einen zweiten Montageplatz mit einem PC für das Diagnosegerät des E-Antrieb-Prüfstands ein. Bastian Ludwig, Werkstattleiter, fragt Dich, ob der PC nicht einfach ins WLAN kann.

a) Nenne drei Vorteile, die eine kabelgebundene Anbindung des PCs gegenüber WLAN bietet. (3 Punkte)

b) Im Lager findest Du zwei Leitungen: eine Rolle mit der Aufschrift „Installationskabel, massiv“ und eine Rolle „Patchkabel, flexibel“. Ordne zu, welche Leitung jeweils für die feste Strecke vom Patchfeld zur Wanddose und welche für die Verbindung von der Dose zum PC verwendet wird, und nenne je einen Grund. (4 Punkte)

c) Das Netz der Werkstatt arbeitet mit 1 Gbit/s. Welche Kategorie ist mindestens für alle Komponenten nötig? Trage die Ziffer ein. (1 Punkt)

  1. Cat 5

  2. Cat 5e

  3. Cat 6A

  4. Cat 8

d) Auf dem Verlegekabel steht S/FTP. Welche Aussage trifft auf diese Leitung zu? Trage die Ziffer ein. (1 Punkt)

  1. Sie hat sieben Kupferadern.

  2. Sie ist ungeschirmt und besonders dünn.

  3. Sie hat einen Gesamtschirm aus Geflecht und zusätzlich einen Folienschirm um jedes Aderpaar.

  4. Sie besteht aus Lichtwellenleitern.

e) Mit welchem Verfahren wird das Verlegekabel an der Wanddose angeschlossen? Trage die Ziffer ein. (1 Punkt)

  1. Löten

  2. Schneidklemmtechnik (z. B. LSA)

  3. Verschrauben mit Aderendhülsen

  4. Aufstecken eines Patchkabels

f) Ein Kollege bietet Dir ein „Crossover-Kabel“ für die Verbindung von der Dose zum PC an. Erläutere, ob dieses Kabel dafür vorgesehen ist. (2 Punkte)

a) Je 1 Punkt, z. B.: höhere und gleichbleibende Datenrate; geringere Latenz; weniger störanfällig (Metallteile, Motoren und Funkstörungen in der Werkstatt); schwerer abzuhören, Zugang leichter zu kontrollieren.

b) Installationskabel (massiv) für die feste Strecke Patchfeld – Wanddose (1 Punkt), weil massive Adern geringere Dämpfung haben, sich in Dose und Patchfeld auflegen lassen und nach der Verlegung nicht mehr bewegt werden (1 Punkt). Patchkabel (flexibel) von der Dose zum PC (1 Punkt), weil die Litzenadern biegsam sind und das Kabel mit RJ45-Steckern häufig umgesteckt und bewegt werden kann (1 Punkt).

Werkstatt: Installationskabel (massiv) vom Patchfeld zur Wanddose, Patchkabel (flexibel) von der Dose zum PC am Prüfstand (mit KI erstellt)

c) Ziffer 2 (Cat 5e).

d) Ziffer 3.

e) Ziffer 2.

f) Nein (1 Punkt): Bei einem Crossover-Kabel sind Sende- und Empfangsadern gekreuzt; es diente zur direkten Verbindung zweier gleichartiger Geräte ohne Switch. Zwischen Dose und PC gehört ein normales (1:1 belegtes) Patchkabel; heutige Netzwerkkarten erkennen die Belegung ohnehin automatisch (Auto-MDI-X) (1 Punkt).

Aufgabe 2.1: Das Werksgelände in Sennestadt neu verkabeln (Kernkompetenz)

(ca. 22 min Bearbeitungszeit)

Die CSB-Rad GmbH lässt ihr Werksgelände in Bielefeld-Sennestadt neu verkabeln. Auf dem Gelände stehen drei Gebäude: das Bürogebäude (Erdgeschoss und ein Obergeschoss, darin der Serverschrank und der Glasfaseranschluss des Providers), die Werkstatthalle (90 m entfernt) und die Lagerhalle (180 m entfernt, mit einer Galerie als Obergeschoss). Cem Sarıkaya, Geschäftsführer Technik und IT, möchte von Dir wissen, wie eine strukturierte Verkabelung für das Gelände aussieht.

a) Nenne drei Ziele, die mit einer strukturierten Verkabelung verfolgt werden. (3 Punkte)

b) Vervollständige die Tabelle für das Werksgelände. (9 Punkte)

Verkabelungsbereich verbindet … auf dem Gelände konkret geeignetes Medium übliche maximale Länge
Primärbereich
Sekundärbereich
Tertiärbereich

c) Gib an, wie viele Verteiler welchen Typs auf dem Gelände mindestens benötigt werden. Gehe davon aus, dass jede Etage einen eigenen Etagenverteiler erhält und Standort- und Gebäudeverteiler des Bürogebäudes im selben Schrank sitzen. (3 Punkte)

a) Je 1 Punkt, z. B.: anwendungsneutrale Verkabelung für Daten, Telefonie und Kameras; flexible Erweiterbarkeit und einfache Umzüge durch Umpatchen; Ausfallsicherheit und einfache Fehlersuche durch sternförmige, hierarchische Struktur; Reserven für künftige Datenraten; herstellerunabhängige, genormte und dokumentierte Installation.

b) Je Zeile 3 Punkte (je Spalte 0,75 Punkte):

Verkabelungsbereich verbindet … auf dem Gelände konkret geeignetes Medium übliche maximale Länge
Primärbereich (Geländeverkabelung) Standortverteiler mit Gebäudeverteilern Serverschrank im Bürogebäude → Werkstatthalle und Lagerhalle Lichtwellenleiter 1.500 m
Sekundärbereich (Gebäude-/Steigbereich) Gebäudeverteiler mit Etagenverteilern z. B. Gebäudeverteiler Lager → Etagenverteiler Galerie, im Bürogebäude GV → EV Obergeschoss Lichtwellenleiter oder Kupfer (Twisted Pair) 500 m
Tertiärbereich (Etagenbereich) Etagenverteiler mit Anschlussdosen Etagenverteiler → Doppeldosen an den Arbeitsplätzen, Access Points, Kameras Twisted Pair (Kupfer) 90 m Verlegekabel, 100 m mit Patchkabeln

c) Je 1 Punkt:

  • 1 Standortverteiler (im Serverschrank des Bürogebäudes, zugleich Gebäudeverteiler des Bürogebäudes),

  • 2 weitere Gebäudeverteiler (Werkstatthalle, Lagerhalle),

  • 5 Etagenverteiler (Bürogebäude EG und OG, Werkstatthalle, Lagerhalle EG und Galerie). Andere schlüssige Lösungen (z. B. Etagenverteiler im Gebäudeverteilerschrank kombiniert) sind möglich.

d) Für die Werkstatthalle schlägt ein Lieferant vor, statt Glasfaser eine Kupferleitung (Cat 7) vom Bürogebäude zu verlegen. Nenne zwei Gründe, die dagegen sprechen. (2 Punkte)

e) In der Ausschreibung steht: „Alle Strecken im Tertiärbereich müssen Klasse EA erfüllen.“ Erläutere, welche Bedeutung die Klasse für die Auswahl der Komponenten hat, und gib die Kategorie an, die Dosen, Patchfelder und Kabel dafür mindestens haben müssen. (3 Punkte)

f) Sophie Bertram möchte im Büro „alles über WLAN“ machen. Nenne je zwei Vorteile von WLAN und von einem kabelgebundenen Netz. (4 Punkte)

d) Je 1 Punkt: Twisted-Pair-Kupfer ist nur bis 100 m zugelassen, die Strecke wäre mit Schrankwegen zu lang bzw. ohne Reserve; zwischen getrennt geerdeten Gebäuden entstehen über Kupferleitungen Potenzialunterschiede und Ausgleichsströme (Überspannungsgefahr, z. B. bei Blitzeinschlag), Glasfaser trennt galvanisch; Glasfaser ist unempfindlich gegen elektromagnetische Störungen; höhere Datenraten und Reserven für die Zukunft.

e) Die Klasse beschreibt die Leistungsfähigkeit der gesamten installierten Strecke (1 Punkt). Sie wird nur erreicht, wenn alle Komponenten mindestens die passende Kategorie haben, denn die schwächste Komponente bestimmt die Klasse (1 Punkt). Für Klasse EA: mindestens Cat 6A (1 Punkt).

f) Je 1 Punkt:

  • WLAN: Anbindung mobiler Geräte; schnelle Einrichtung ohne Kabel und Dosen; leicht erweiterbar; flexible Arbeitsplätze.

  • Kabel: höhere und garantierte Datenrate; weniger störanfällig; schwerer abzuhören, Zugang kontrollierbar; Stromversorgung per PoE möglich; geringere Funkbelastung.

Aufgabe 2.2: Kabel bestellen und Strecken prüfen im neuen Büro (Kernkompetenz)

(ca. 18 min Bearbeitungszeit)

Die Let’s Meet GmbH erweitert ihr Büro am Jahnplatz in Bielefeld um ein weiteres Stockwerk. Yusuf Demir aus der Entwicklung bittet Dich, beim Lieferanten Leitungen auszuwählen und die neuen Strecken zu prüfen.

a) Der Lieferant bietet Verlegekabel in den Ausführungen U/UTP, F/UTP und S/FTP an. Erläutere die drei Bezeichnungen. (6 Punkte)

b) Im Stockwerk verlaufen neben den Datenkabeln viele Stromleitungen zu den Arbeitsplätzen und zur Klimaanlage. Wähle eine der drei Ausführungen aus und begründe Deine Wahl. (2 Punkte)

c) Für die Arbeitsplätze findest Du im Katalog „Patchkabel Cat.6A RJ45 S/FTP 2 m“. Erläutere die Bedeutung der Angaben „Cat.6A“, „RJ45“ und „S/FTP“. (3 Punkte)

a) Je 2 Punkte (Gesamtschirm und Paarschirm benannt):

  • U/UTP: kein Gesamtschirm (unshielded), keine Schirmung der Aderpaare – nur verdrillte Paare.

  • F/UTP: Gesamtschirm aus Folie (foiled) um alle Paare, die Paare selbst ungeschirmt.

  • S/FTP: Gesamtschirm aus Drahtgeflecht (screened), zusätzlich ist jedes Aderpaar einzeln mit Folie geschirmt.

b) S/FTP (1 Punkt), weil es durch Geflecht- und Paarschirm am besten gegen Störungen von außen (Stromleitungen, Motor der Klimaanlage) und gegen Übersprechen geschützt ist; der nötige Abstand zu den Stromleitungen wird kleiner (1 Punkt). Auch F/UTP mit Begründung ist vertretbar; U/UTP nur mit ausreichendem Abstand bzw. Trennsteg.

c) Je 1 Punkt:

  • Cat.6A: Kategorie der Komponente, ausgelegt bis 500 MHz, geeignet für 10 Gbit/s (Klasse EA).

  • RJ45: Bauform des Steckers (achtpoliger Modularstecker 8P8C).

  • S/FTP: Art der Schirmung (Geflecht-Gesamtschirm, Folie je Paar), also eine Twisted-Pair-Leitung mit Paar- und Gesamtschirm.

d) An einem neuen Arbeitsplatz meldet der PC nur eine Verbindung mit 100 Mbit/s, obwohl Switch und Netzwerkkarte 1 Gbit/s beherrschen; an einer anderen Dose erreicht derselbe PC 1 Gbit/s. Laut Dokumentation besteht die Strecke, vom Switch aus gesehen, aus einem Patchkabel im Schrank (1,5 m), dem Verlegekabel (38,0 m) und dem Patchkabel am Arbeitsplatz (2,5 m). Du schließt einen Kabeltester mit Längenmessung am Switch-Ende an, die Gegenstelle am PC-Ende:

Anzeige des Kabeltesters je Aderpaar
Kontakte Ergebnis gemessene Länge
1/2 durchgängig 42,0 m
3/6 durchgängig 42,0 m
4/5 offen 3,2 m
7/8 durchgängig 42,0 m

da) Bestimme durch eine Rechnung, in welchem Abschnitt der Strecke die Unterbrechung liegt. (2 Punkte)

db) Nenne eine wahrscheinliche Ursache und Dein weiteres Vorgehen. (2 Punkte)

dc) Erkläre, warum der PC trotz der Unterbrechung eine Verbindung bekommt, aber nur mit 100 Mbit/s. (3 Punkte)

e) Nenne die Aufgabe der Farbcodes T568A bzw. T568B beim Auflegen der Adern. (2 Punkte)

da) Die Gesamtlänge 1{,}5\,\mathrm{m} + 38{,}0\,\mathrm{m} + 2{,}5\,\mathrm{m} = 42{,}0\,\mathrm{m} stimmt mit den drei intakten Paaren überein (1 Punkt). Das Paar 4/5 endet nach 3{,}2\,\mathrm{m}, also 3{,}2\,\mathrm{m} - 1{,}5\,\mathrm{m} = 1{,}7\,\mathrm{m} hinter dem Patchfeld: Die Unterbrechung liegt am Anfang des Verlegekabels, noch im Schrank bzw. in der Kabelführung direkt am Patchfeld (1 Punkt). Wegen der Messtoleranz kommt auch die Klemmstelle am Patchfeld selbst infrage.

db) Ursache (1 Punkt), z. B.: Adern 4/5 am Patchfeld nicht sauber in die Schneidklemme gedrückt, oder die Leitung ist in der Kabelführung des Schranks geknickt bzw. durch einen Kabelbinder gequetscht (Aderbruch). Vorgehen (1 Punkt): Auflegung am Patchfeld kontrollieren und neu auflegen, Leitung im Schrank auf Knick- und Druckstellen prüfen, bei Aderbruch das Kabelende kürzen und neu auflegen; danach erneut messen und das Ergebnis dokumentieren.

dc) Fast Ethernet (100BASE-TX) überträgt nur über zwei Paare, die Kontakte 1/2 und 3/6 (1 Punkt). Gigabit Ethernet (1000BASE-T) braucht alle vier Paare gleichzeitig (1 Punkt). Da Paar 4/5 offen ist, handeln Netzwerkkarte und Switch per Autonegotiation die höchste Geschwindigkeit aus, die mit den verbleibenden Paaren funktioniert, also 100 Mbit/s (1 Punkt).

e) Die Farbcodes legen fest, welche Ader auf welchen Kontakt kommt (1 Punkt). So liegen die beiden Adern eines Paares auf den zusammengehörenden Kontakten (1/2, 3/6, 4/5, 7/8) und beide Enden einer Strecke sind gleich belegt; vertauschte Paare würden die Wirkung der Verdrillung aufheben (1 Punkt).

Aufgabe 3.1: Das Selbstlernzentrum in Gebäude C anbinden (Profilkompetenz)

(ca. 27 min Bearbeitungszeit)

Die Schul-IT OWL erneuert die Verkabelung in Gebäude C des Ratz und Rübe Berufskollegs (Erdgeschoss: Werkstätten; 1. Obergeschoss: Selbstlernzentrum). Der Serverraum mit dem Standortverteiler liegt im Untergeschoss von Gebäude B, 120 m entfernt. Svenja Krämer, Netzwerkadministratorin der Schul-IT OWL, beauftragt Dich mit der Planung. Vorgaben:

  • Gebäude C bekommt einen eigenen Gebäudeverteiler im Erdgeschoss; jede Etage erhält einen Etagenverteiler.

  • Zwischen den Verteilern wird Glasfaser verlegt, die Uplinks laufen mit 10 Gbit/s. Zu den Anschlüssen führen Kupferleitungen, die auch 10GBASE-T tragen (Klasse EA).

  • Im Selbstlernzentrum liegen die Leitungen auf einer Gitterrinne unter der Decke und werden an den Wänden zu den Dosen abgesenkt.

a) Ein Praktikant hat für die Dokumentation eine erste Skizze der geplanten Verkabelung angefertigt:

Gebäude B, UG    [Etagenverteiler Serverraum]
                        |
                        |  Sekundärbereich: Cat-6A-Kupfer, 120 m
                        |
Gebäude C, EG    [Gebäudeverteiler C] + [Etagenverteiler C0]
                        |
                        |  Tertiärbereich: Glasfaser (Steigleitung)
                        |
Gebäude C, 1. OG [Etagenverteiler C1]
                   Switch --Patchkabel-- Patchfeld --Verlegekabel-- Dose --Verlegekabel-- Notebook

Die Skizze enthält vier fachliche Fehler. Benenne jeden Fehler, korrigiere ihn und begründe die Korrektur kurz. (6 Punkte)

Je Fehler 1,5 Punkte (Fehler benannt und korrigiert 1 Punkt, Begründung 0,5 Punkte):

  1. Verteiler im Serverraum: Dort sitzt kein Etagenverteiler, sondern der Standortverteiler – er verbindet die Gebäude des Geländes.

  2. Strecke Gebäude B → Gebäude C: Das ist der Primärbereich (Standortverteiler – Gebäudeverteiler), nicht der Sekundärbereich. Außerdem gehört hier Glasfaser hin: Twisted-Pair-Kupfer ist nur bis 90 m (Permanent Link) zulässig, 120 m sind zu lang, und zwischen zwei Gebäuden trennt Glasfaser die Potenziale.

  3. Strecke Erdgeschoss → 1. OG: Gebäudeverteiler – Etagenverteiler ist der Sekundärbereich, nicht der Tertiärbereich (der beginnt erst am Etagenverteiler).

  4. Anschluss des Notebooks: Von der Dose zum Endgerät führt ein Patchkabel (flexible Litze, RJ45-Stecker), kein Verlegekabel; Verlegekabel hat massive Adern und wird nur fest zwischen Patchfeld und Dose verlegt.

b) Im Selbstlernzentrum sollen folgende Anschlüsse entstehen. Angegeben ist jeweils der Weg auf der Gitterrinne vom Etagenverteiler bis zur Absenkstelle; der Lernbereich ist L-förmig, die Rinne knickt nach 28 m in den Seitenflügel ab.

Geplante Anschlüsse im Selbstlernzentrum
Anschluss Anzahl Ausführung Weg auf der Rinne
Infotheke 1 Doppeldose 8 m
Lernplätze, Fensterseite 5 je eine Doppeldose 12 m, 16 m, 20 m, 24 m, 28 m
Lernplätze, Seitenflügel 4 je eine Doppeldose 31 m, 35 m, 39 m, 43 m
Access Points an der Decke 2 je eine Leitung 18 m und 33 m
Infomonitor am Eingang 1 eine Leitung 5 m
Gruppenraum 2 je eine Doppeldose je 46 m

Für jede Leitung kommen 3 m für die Führung im Schrank hinzu, bei Dosen und beim Infomonitor zusätzlich 2,5 m für die Absenkung, bei den Access Points 1 m für den Anschluss.

ba) Ermittle die benötigte Leitungslänge für das Selbstlernzentrum. Rechne auf die Summe 5 % Verschnitt. (5 Punkte)

bb) Das Verlegekabel wird in Kartons zu 305 m geliefert. Gib an, wie viele Kartons und wie viele Patchfeld-Ports im Etagenverteiler mindestens benötigt werden, und prüfe, ob die längste Strecke zulässig ist. (3 Punkte)

ba)

Geg.: Wege laut Tabelle, Doppeldosen mit je 2 Leitungen, Zuschläge 3 m (Schrank), 2,5 m (Absenkung), 1 m (Access Point), Verschnitt 5 %

Ges.: Gesamtlänge l_{\mathrm{ges}}

Doppeldosen: 12 Stück mit zusammen 24 Leitungen, Summe der Rinnenwege 8 + (12 + 16 + 20 + 24 + 28) + (31 + 35 + 39 + 43) + 2 \cdot 46 = 348\,\mathrm{m}:

l_{\mathrm{Dosen}} = 2 \cdot 348\,\mathrm{m} + 24 \cdot (3 + 2{,}5)\,\mathrm{m} = 696\,\mathrm{m} + 132\,\mathrm{m} = 828\,\mathrm{m}

l_{\mathrm{AP+Monitor}} = (18 + 4)\,\mathrm{m} + (33 + 4)\,\mathrm{m} + (5 + 5{,}5)\,\mathrm{m} = 69{,}5\,\mathrm{m}

l_{\mathrm{netto}} = 828\,\mathrm{m} + 69{,}5\,\mathrm{m} = 897{,}5\,\mathrm{m}

l_{\mathrm{ges}} = l_{\mathrm{netto}} \cdot 1{,}05 = 897{,}5\,\mathrm{m} \cdot 1{,}05 \approx \underline{\underline{942{,}4\,\mathrm{m}}}

3 Punkte für die Dosenleitungen (zwei Leitungen je Doppeldose, Zuschläge je Leitung), 1 Punkt für Access Points und Infomonitor, 1 Punkt für den Verschnitt. Folgefehler werden berücksichtigt.

bb) 942{,}4\,\mathrm{m} : 305\,\mathrm{m} \approx 3{,}09, also 4 Kartons – drei Kartons (915 m) reichen knapp nicht (1 Punkt). Leitungen: 24 + 2 + 1 = 27, also mindestens 27 Ports, z. B. zwei Patchfelder mit je 24 Ports (1 Punkt). Längste Strecke: Gruppenraum mit 46\,\mathrm{m} + 5{,}5\,\mathrm{m} = 51{,}5\,\mathrm{m}, deutlich unter den zulässigen 90 m (1 Punkt).

c) Für die Werkstätten im Erdgeschoss müssen 30 Leitungen aufgelegt werden. Svenja Krämer hat zwei Angebote eingeholt; der Stundensatz der Schul-IT beträgt 52 €.

Angebote für die Patchfelder der Werkstätten
Patchfeld mit LSA-Leisten Patchfeld für Keystone-Module
Patchfeld, 24 Ports, Cat 6A, geschirmt 84,00 € je Stück 39,00 € je Stück (leer)
Module entfällt 8,90 € je Keystone-Modul Cat 6A
Montagezeit je Port (Erfahrungswert) 6 min 3 min
Werkzeug LSA-Anlegewerkzeug (vorhanden) keins nötig

Vergleiche die Kosten beider Varianten einschließlich der Arbeitszeit und triff eine begründete Entscheidung, in die Du mindestens ein Kriterium außer den Kosten einbeziehst. (5 Punkte)

d) Der Lieferant bietet ein Cat-7-Verlegekabel S/FTP mit Cat-6A-Keystone-Modulen an. Ein Kollege meint: „Mit Cat 7 haben wir dann ja Klasse F.“

da) Erläutere drei Unterschiede zwischen einer Cat-5e-Leitung, wie sie bisher in Gebäude C liegt, und der neuen Cat-7-Leitung. (3 Punkte)

db) Nimm Stellung zur Aussage des Kollegen und gib an, welche Klasse die Strecke erreicht. (2 Punkte)

e) Für die Steigleitung zum Selbstlernzentrum muss die Decke zwischen Erdgeschoss und 1. Obergeschoss durchbohrt werden; sie ist als Brandschutzdecke ausgeführt. Beschreibe zwei Tätigkeiten, die Du beim Durchbruch beachten musst. (4 Punkte)

f) Die Schul-IT beschriftet Dosen nach dem Schema <Gebäude><Etage>-<Verteiler>-<Patchfeld>.<Port>. Der vierte Lernplatz an der Fensterseite ist auf Patchfeld 1, Ports 9 und 10 aufgelegt. Gib die Beschriftung der beiden Ports seiner Doppeldose an. (2 Punkte)

c) Für 30 Ports werden in beiden Varianten zwei Patchfelder gebraucht.

  • LSA: 2 \cdot 84{,}00\,€ + 30 \cdot 6\,\mathrm{min} \cdot 52\,€/\mathrm{h} = 168{,}00\,€ + 3\,\mathrm{h} \cdot 52\,€/\mathrm{h} = 168{,}00\,€ + 156{,}00\,€ = \underline{324{,}00\,€} (1,5 Punkte)

  • Keystone: 2 \cdot 39{,}00\,€ + 30 \cdot 8{,}90\,€ + 30 \cdot 3\,\mathrm{min} \cdot 52\,€/\mathrm{h} = 78{,}00\,€ + 267{,}00\,€ + 1{,}5\,\mathrm{h} \cdot 52\,€/\mathrm{h} = \underline{423{,}00\,€} (1,5 Punkte)

Entscheidung (2 Punkte), z. B.: Die LSA-Variante ist um 99 € günstiger, das Werkzeug ist vorhanden – bei einer festen, selten veränderten Installation spricht das für LSA. Für Keystone spricht, dass einzelne beschädigte Ports in den Werkstätten ohne Spezialwerkzeug getauscht werden können, die Montage in der Hälfte der Zeit erledigt ist und später LWL-Module im selben Feld Platz finden. Beide Entscheidungen sind mit schlüssiger Begründung richtig.

da) Je 1 Punkt, z. B.: Cat 7 ist für 600 MHz ausgelegt, Cat 5e für 100 MHz; Cat 7 ermöglicht 10 Gbit/s, Cat 5e nur bis 1 Gbit/s (2,5 Gbit/s); Cat 7 ist doppelt geschirmt (S/FTP: Geflecht und Folie je Paar), Cat 5e meist ungeschirmt oder nur mit Gesamtschirm; Cat 7 hat meist dickere Adern (AWG 23/22) und einen größeren Außendurchmesser.

db) Die Aussage stimmt nicht (1 Punkt): Die Klasse richtet sich nach der schwächsten Komponente. Mit Cat-6A-Modulen bzw. RJ45-Steckverbindern erreicht die Strecke Klasse EA (500 MHz); Klasse F setzt Cat-7-Steckverbinder wie GG45 oder TERA voraus. Für 10 Gbit/s ist Klasse EA ausreichend (1 Punkt).

e) Je 2 Punkte, z. B.:

  • Vor dem Bohren mit einem Leitungssuchgerät prüfen, ob Strom-, Wasser- oder Heizungsleitungen bzw. Bewehrung im Weg liegen, und den Bohrpunkt mit der Haustechnik abstimmen.

  • Nach dem Verlegen den Durchbruch mit einer zugelassenen Brandschottung (Brandschutzmasse, -kissen oder -manschette) wieder verschließen und kennzeichnen bzw. dokumentieren, damit Feuer und Rauch sich nicht über den Durchbruch ausbreiten.

  • Persönliche Schutzausrüstung tragen (Schutzbrille, Gehörschutz, ggf. Staubschutz), Arbeitsbereich absichern.

f) C1-EV-PF1.09 und C1-EV-PF1.10 (je 1 Punkt; Gebäude C, 1. OG, Etagenverteiler, Patchfeld 1, Port 9 bzw. 10).

Aufgabe 3.2: Leitungen für die Flurmonitore auswählen (Profilkompetenz)

(ca. 27 min Bearbeitungszeit)

Für die Mitfahr-App RatzFahrt bekommen die Flurmonitore des Ratz und Rübe Berufskollegs eigene Netzwerkanschlüsse. Der Monitor am Parkplatzausgang erhält eine neue Leitung von 62 m Länge zum Etagenverteiler; sein Mini-Player wird über PoE+ versorgt. Svenja Krämer hat Dir das Datenblatt des vorgesehenen Verlegekabels geschickt:

InstaLine 1000 S/FTP – Category 7A installation cable Construction (from inside to outside): solid bare copper conductor AWG 22/1 – foam-skin PE insulation – pairs twisted with different lay lengths – aluminium-laminated foil around each pair – tinned copper braid (coverage 45 %) – LSZH outer sheath, 7.9 mm. Transmission: tested up to 1,000 MHz, supports 10GBASE-T and IEEE 802.3bt (Type 4) PoE. Fire performance: Euroclass Dca-s2,d2,a1 according to EN 50575; halogen-free according to IEC 60754-1/-2, low smoke according to IEC 61034. Minimum bending radius: 8 × cable diameter during installation, 4 × cable diameter after installation.

Der Querschnitt zeigt den Aufbau laut Datenblatt:

Querschnitt des Verlegekabels InstaLine 1000 S/FTP mit Kupferleitern, Schaumisolierung, Folie je Paar, Geflechtschirm und LSZH-Mantel (mit KI erstellt)

a) Das Datenblatt nennt fünf Bestandteile mit konkreten Werkstoffen und Werten. Erkläre für jeden, welche Eigenschaft der Leitung gerade diese Ausführung bewirkt (z. B. „AWG 22/1“, „foam-skin PE“, „coverage 45 %“). (5 Punkte)

b) Ein Mitschüler hält die Angabe „pairs twisted with different lay lengths“ für ein Fertigungsdetail ohne Bedeutung für die Übertragung. Nimm Stellung: Erkläre zuerst, was die Verdrillung eines einzelnen Paares bewirkt, und dann, was sich ändern würde, wenn alle vier Paare mit derselben Schlaglänge verdrillt wären. (3 Punkte)

c) Bestimme aus der Angabe „AWG 22/1“ den Durchmesser und den Querschnitt einer Ader und erkläre, was die Zahl 22 und der Zusatz „/1“ über den Leiter aussagen. Nutze für den Durchmesser d = 0{,}127\,\mathrm{mm} \cdot 92^{(36 - n)/39}. (4 Punkte)

d) Berechne den Gleichstrom-Schleifenwiderstand eines Aderpaares (Hin- und Rückleiter) auf der 62 m langen Strecke (\rho_{\mathrm{Cu}} = 0{,}0178\,\Omega\,\mathrm{mm^2/m}). Der Player zieht über PoE+ einen Strom von 0,6 A; rechne vereinfacht so, als flösse dieser Strom über genau eine Ader hin und eine zurück. Berechne Spannungsfall und Verlustleistung auf der Leitung, vergleiche mit einer gleich langen Leitung mit AWG 26 (A = 0{,}129\,\mathrm{mm^2}) und beurteile das Ergebnis. (5 Punkte)

a) Je 1 Punkt:

  • solid bare copper conductor AWG 22/1: massiver, blanker Kupferleiter mit vergleichsweise großem Querschnitt – geringer Gleichstromwiderstand, deshalb für PoE nach IEEE 802.3bt Type 4 (hohe Ströme) und lange Strecken geeignet; massiv, also für feste Verlegung und Schneidklemmen gedacht.

  • foam-skin PE insulation: geschäumtes Polyethylen mit glatter Außenhaut; das Gas im Schaum senkt die Permittivität des Dielektrikums, dadurch sinken Kapazität und Dämpfung, und die Impedanz (100 Ω) bleibt bis in den GHz-Bereich gleichmäßig – Voraussetzung für die Prüfung bis 1.000 MHz.

  • aluminium-laminated foil around each pair: Paarschirm, der die vier Paare voneinander entkoppelt; er sorgt dafür, dass das Nebensprechen (NEXT) auch bei sehr hohen Frequenzen gering bleibt – das „FTP“ in S/FTP.

  • tinned copper braid (coverage 45 %): Geflecht-Gesamtschirm („S“), verzinnt gegen Korrosion; er leitet äußere Störungen ab und verbindet den Schirm mit dem Potenzialausgleich. 45 % Bedeckung ist eher locker, die Hauptschirmwirkung bei hohen Frequenzen übernehmen die Paarfolien.

  • LSZH outer sheath, 7.9 mm: halogenfreier, raucharmer Mantel für das Brandverhalten (siehe e); der Außendurchmesser bestimmt den Platzbedarf auf der Trasse und den Biegeradius (beim Einziehen 8 \cdot 7{,}9\,\mathrm{mm} \approx 63\,\mathrm{mm}).

b) Die Aussage stimmt nicht. Die Signale werden symmetrisch übertragen; durch die Verdrillung wirken Störfelder auf beide Adern eines Paares gleich und heben sich bei der Differenzbildung im Empfänger auf, außerdem kompensieren sich die Felder der beiden Adern; Übersprechen und Abstrahlung werden verringert (2 Punkte). Hätten alle Paare dieselbe Schlaglänge, lägen die Adern benachbarter Paare über die ganze Länge immer wieder im gleichen Abstand und in gleicher Lage nebeneinander; ihre Felder würden sich gleichmäßig überlagern und das Übersprechen (NEXT) stiege deutlich. Unterschiedliche Schlaglängen sorgen dafür, dass sich diese Kopplungen entlang der Leitung ausmitteln (1 Punkt).

c) AWG = American Wire Gauge, Kodierung des Aderdurchmessers; je größer die Zahl, desto dünner die Ader, AWG 22 ist also dicker als die bei Cat-6A-Kabeln häufigen AWG 23 oder 24. /1 bedeutet eindrähtig, also ein massiver Leiter, wie er für Verlegekabel üblich ist (2 Punkte).

Geg.: n = 22

Ges.: d, A

d = 0{,}127\,\mathrm{mm} \cdot 92^{(36 - 22)/39} = 0{,}127\,\mathrm{mm} \cdot 92^{14/39} \approx 0{,}644\,\mathrm{mm}

A = \frac{\pi \cdot d^2}{4} = \frac{\pi \cdot (0{,}644\,\mathrm{mm})^2}{4} \approx \underline{\underline{0{,}326\,\mathrm{mm^2}}}

(2 Punkte)

d)

Geg.: l = 62\,\mathrm{m} je Ader, A = 0{,}326\,\mathrm{mm^2}, \rho = 0{,}0178\,\Omega\,\mathrm{mm^2/m}

Ges.: Schleifenwiderstand R_{\mathrm{S}}

R_{\mathrm{S}} = \frac{\rho \cdot 2 \cdot l}{A} = \frac{0{,}0178\,\Omega\,\mathrm{mm^2/m} \cdot 2 \cdot 62\,\mathrm{m}}{0{,}326\,\mathrm{mm^2}} \approx \underline{\underline{6{,}77\,\Omega}}

(2 Punkte; mit dem gerundeten Querschnitt 0{,}33\,\mathrm{mm^2} ergeben sich ca. 6{,}7\,\Omega.)

Geg.: I = 0{,}6\,\mathrm{A}, R_{\mathrm{S,22}} = 6{,}77\,\Omega, A_{26} = 0{,}129\,\mathrm{mm^2}

Ges.: \Delta U und P_{\mathrm{V}} für AWG 22 und AWG 26

\Delta U_{22} = I \cdot R_{\mathrm{S,22}} = 0{,}6\,\mathrm{A} \cdot 6{,}77\,\Omega \approx 4{,}06\,\mathrm{V} \qquad P_{\mathrm{V,22}} = I^2 \cdot R_{\mathrm{S,22}} = (0{,}6\,\mathrm{A})^2 \cdot 6{,}77\,\Omega \approx 2{,}44\,\mathrm{W}

R_{\mathrm{S,26}} = \frac{0{,}0178\,\Omega\,\mathrm{mm^2/m} \cdot 2 \cdot 62\,\mathrm{m}}{0{,}129\,\mathrm{mm^2}} \approx 17{,}11\,\Omega \qquad \Delta U_{26} \approx 10{,}27\,\mathrm{V} \qquad P_{\mathrm{V,26}} \approx 6{,}16\,\mathrm{W}

(2 Punkte für die Rechnungen)

Beurteilung (1 Punkt): Mit AWG 26 gehen auf der Leitung rund 2,5-mal so viel Spannung und Leistung verloren; die Verlustleistung wird als Wärme frei, im Kabelbündel erwärmt sich die Leitung zusätzlich und die Dämpfung steigt. Für die 62-m-PoE-Strecke ist das AWG-22-Verlegekabel deshalb die richtige Wahl. (In der Praxis teilt sich der Strom bei PoE auf zwei Adern je Richtung auf; die Verluste sind dann kleiner, das Verhältnis bleibt gleich.)

e) Das Brandschutzkonzept der Schule verlangt für Leitungen, die in Fluren verlegt werden, mindestens die Klasse Cca-s1,d1,a1 (Vorgabe vereinfacht; maßgeblich sind das Brandschutzkonzept und die Klassifizierung nach EN 13501-6). Zerlege die Angabe Dca-s2,d2,a1 aus dem Datenblatt in ihre vier Teile, vergleiche jeden Teil mit der Vorgabe und entscheide, ob die Leitung im Flur verlegt werden darf. (4 Punkte)

f) Der Player am Parkplatzausgang soll ohne Dose direkt mit einem feldkonfektionierbaren RJ45-Stecker angeschlossen werden. Der Stecker ist laut Hersteller für massive Adern und Litzen von AWG 22 bis AWG 26 und für Außendurchmesser von 5,5 mm bis 9 mm zugelassen. Gib für die folgenden Leitungen an, ob sie dafür geeignet sind, und begründe. (8 Punkte)

Leitung Bezeichnung
1 InstaLine 1000 S/FTP Cat 7A, AWG 22/1, 7,9 mm (Datenblatt oben)
2 Telefonleitung J-Y(ST)Y 2 × 2 × 0,6 mm, Meterware
3 Patchkabel-Meterware U/UTP Cat 6, AWG 27/7, 5,2 mm
4 Cat-7-Erdkabel S/FTP, AWG 22/1, 10,5 mm

e) Je Teil 0,75 Punkte, Entscheidung 1 Punkt:

Teil Bedeutung Datenblatt Vorgabe erfüllt?
Dca / Cca Brandverhalten (Klassen von Aca bis Fca) Dca mindestens Cca nein, Dca ist schlechter
s Rauchentwicklung s2 s1 nein
d brennendes Abtropfen d2 d1 nein
a Säurebildung (Korrosivität der Brandgase) a1 a1 ja

Die Leitung erfüllt die Vorgabe für Flure nicht und darf dort nicht verlegt werden. Für die Flurabschnitte muss eine Leitung mit mindestens Cca-s1,d1,a1 (bzw. besser) bestellt werden; in Räumen ohne diese Anforderung kann die InstaLine eingesetzt werden.

f) Je Leitung 2 Punkte (1 Punkt Entscheidung, 1 Punkt Begründung):

  • Leitung 1: geeignet – AWG 22 und 7,9 mm liegen im zugelassenen Bereich; Cat 7A, PoE-tauglich.

  • Leitung 2: nicht geeignet – Telefonleitung mit nur zwei Paaren, nicht für die hohen Frequenzen von Ethernet ausgelegt (keine Twisted-Pair-Kategorie).

  • Leitung 3: nicht geeignet – AWG 27 liegt außerhalb des Bereichs; Litzenleitung (Patchkabel) ist nicht für feste Verlegung über 62 m gedacht (höhere Dämpfung, Erwärmung bei PoE); Durchmesser zu klein.

  • Leitung 4: nicht geeignet – Außendurchmesser 10,5 mm passt nicht in den Stecker; Erdkabel ist für die Verlegung im Erdreich gedacht und im Gebäude meist nicht halogenfrei.

Aufgabe 3.3: Abnahmemessung im neuen Showroom (Profilkompetenz)

(ca. 21 min Bearbeitungszeit)

Die CSB-Rad GmbH eröffnet 2027 einen Showroom in der Bielefelder Innenstadt. Ein Installationsbetrieb hat 14 Strecken verlegt; Du sollst für Cem Sarıkaya die Abnahme vorbereiten und die Messprotokolle auswerten.

a) Gemessen wurde der „Permanent Link“. Beschreibe den Unterschied zum „Channel“ und begründe, warum bei der Abnahme meist der Permanent Link gemessen wird. (3 Punkte)

b) Im Showroom sind folgende Anschlüsse geplant. Gib für jeden die Kategorie an, die alle Komponenten mindestens haben müssen, und die Klasse, die die Strecke damit erreicht. (5 Punkte)

Anschluss Datenrate Streckenlänge Mindestkategorie Klasse
Überwachungskamera 100 Mbit/s 40 m
Kassen-PC 1 Gbit/s 78 m
WLAN-Access-Point (Uplink) 5 Gbit/s 85 m
Medienserver für die Videowand 10 Gbit/s 64 m
Verbindung zweier Server im Technikschrank 25 Gbit/s 3 m

a) Der Permanent Link umfasst nur die fest installierte Strecke vom Patchfeld bis zur Dose (max. 90 m), der Channel die gesamte Übertragungsstrecke vom Switch bis zum Endgerät einschließlich Patchkabeln (max. 100 m) (2 Punkte). Der Permanent Link ist die Leistung des Installationsbetriebs und bleibt dauerhaft; Patchkabel werden später gewechselt und würden das Ergebnis verfälschen (1 Punkt).

b) Je Zeile 1 Punkt (Kategorie und Klasse je 0,5 Punkte):

Anschluss Mindestkategorie Klasse
Überwachungskamera, 100 Mbit/s Cat 5e (Cat 5 ist veraltet und nicht mehr erhältlich) D
Kassen-PC, 1 Gbit/s Cat 5e D
WLAN-Access-Point, 5 Gbit/s Cat 6 E
Medienserver, 10 Gbit/s auf 64 m Cat 6A EA
Server im Schrank, 25 Gbit/s auf 3 m Cat 8.1 I

Bei einer Neuinstallation wird man trotzdem alle Strecken einheitlich in Cat 6A (Klasse EA) ausführen, damit spätere Geräte ohne Umbau angeschlossen werden können.

Für zwei Strecken liegt folgender Auszug aus den Messprotokollen vor:

Auszug aus den Messprotokollen (Permanent Link)
Messgröße SR-EG-PF1.07 SR-EG-PF1.11 Grenzwert
Ergebnis PASS FAIL
Wire Map PASS PASS
Länge 58,3 m 71,6 m 90 m
Höchste Messfrequenz 500 MHz 500 MHz
Einfügedämpfung, schlechtestes Paar (bei 500 MHz) 30,9 dB 36,4 dB 43,8 dB
NEXT Main, schlechteste Paarkombination (bei 236 MHz) 39,5 dB 27,9 dB 33,1 dB
NEXT Remote, schlechteste Paarkombination (bei 236 MHz) 40,2 dB 38,7 dB 33,1 dB

Die Grenzwerte sind für die Übung vereinfacht.

Im englischen Handbuch des Messgeräts steht dazu:

NEXT is measured at both ends of the link. “Main” refers to the end where the main unit is connected (here: patch panel), “Remote” to the end with the remote unit (here: outlet). Margin is the difference between the measured value and the limit. A negative margin results in a FAIL. Poor NEXT at one end usually indicates a termination problem at that end, such as untwisted pairs or a damaged connector.

c) Bestimme anhand des Protokolls, nach welcher Klasse die Strecken gemessen wurden, und nenne die Kategorie, die die Komponenten mindestens haben müssen. (2 Punkte)

d) Ermittle für Strecke SR-EG-PF1.07 den Messwert und den Grenzwert der Einfügedämpfung und berechne die Reserven (Margin) für Einfügedämpfung und NEXT Main. (4 Punkte)

e) Beschreibe die Bedeutung von NEXT und begründe, warum bei NEXT ein hoher, bei der Einfügedämpfung ein niedriger Messwert gut ist. (4 Punkte)

f) Begründe mithilfe des Protokolls und des Handbuchauszugs, warum Strecke SR-EG-PF1.11 nicht bestanden hat, nenne die wahrscheinliche Ursache und eine Maßnahme. (5 Punkte)

c) Höchste Messfrequenz 500 MHz → Klasse EA (1 Punkt), Komponenten mindestens Cat 6A (1 Punkt).

d) Messwert Einfügedämpfung 30,9 dB, Grenzwert 43,8 dB (1 Punkt).

Geg.: a_{\mathrm{IL}} = 30{,}9\,\mathrm{dB}, a_{\mathrm{IL,max}} = 43{,}8\,\mathrm{dB}, a_{\mathrm{NEXT}} = 39{,}5\,\mathrm{dB}, a_{\mathrm{NEXT,min}} = 33{,}1\,\mathrm{dB}

Ges.: Reserven M_{\mathrm{IL}} und M_{\mathrm{NEXT}}

M_{\mathrm{IL}} = a_{\mathrm{IL,max}} - a_{\mathrm{IL}} = 43{,}8\,\mathrm{dB} - 30{,}9\,\mathrm{dB} = \underline{\underline{12{,}9\,\mathrm{dB}}}

M_{\mathrm{NEXT}} = a_{\mathrm{NEXT}} - a_{\mathrm{NEXT,min}} = 39{,}5\,\mathrm{dB} - 33{,}1\,\mathrm{dB} = \underline{\underline{6{,}4\,\mathrm{dB}}}

(je Reserve 1,5 Punkte; Vorzeichen richtig: positive Reserve = bestanden)

e) NEXT (Near End Crosstalk, Nahnebensprechen) beschreibt, wie stark das Signal eines sendenden Paares am selben Ende in ein benachbartes Paar überkoppelt (2 Punkte). NEXT wird als Dämpfung dieses Übersprechens angegeben: Je höher der Wert, desto weniger Störsignal kommt im Nachbarpaar an (1 Punkt). Die Einfügedämpfung ist der Signalverlust auf der Strecke: Je niedriger, desto mehr Nutzsignal kommt am Ende an (1 Punkt).

f)

  • NEXT Main liegt mit 27,9 dB unter dem Grenzwert von 33,1 dB, die Reserve ist mit −5,2 dB negativ → FAIL (2 Punkte). Länge, Wire Map, Einfügedämpfung und NEXT Remote sind in Ordnung.

  • Da der Fehler nur am Ende „Main“ (Patchfeld) auftritt, liegt laut Handbuch ein Problem beim Auflegen am Patchfeld vor, z. B. zu weit aufgedrehte Paare oder ein beschädigtes Modul (2 Punkte).

  • Maßnahme: Leitung am Patchfeld neu und sorgfältig auflegen (Verdrillung bis kurz vor die Klemme erhalten) bzw. Modul tauschen und anschließend erneut messen (1 Punkt).


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