Kabel

Ein Kabel ist ein ein- oder mehradriger elektrischer Leiter oder eine optische Faser, die von einem Isoliermaterial umgeben ist. Diese grobe Klassifizierung zeigt bereits, dass Kabel elektrische oder auch optische Signale übertragen können, wobei letztere Lichtwellenleiter sind. Kabel werden als Übertragungsmedien für die Übertragung von Informationen benutzt, für Daten- und Kontrollsignale, für Nieder- und Hochfrequenz, für Antennenenergie und Mikrowellen, und für die Energie-Übertragung der Versorgungsspannungen.


Sie verbinden immer zwei Punkte miteinander: Einen Ausgang mit einem Eingang, eine Antenne mit einem Receiver, einen Lautsprecher mit einem Leistungsverstärker, einen Drucker mit einer USB-Schnittstelle, einen Computer mit einer Steckdose, usw.

Die Vielfältigkeit des Kabelaufbaus

Das übertragungstechnische Konzept und die Anwendung bestimmen den Kabelaufbau. Kabel für niedrige Frequenzen sind anders konzipiert als die für Hochfrequenz, die für Leistungsübertragungen anders als die für Kleinstsignale, die für den Außeneinsatz anders als Innenkabel, die für Datenübertragung anders als die für Steuersignale und die für Erdverlegung anders als Seekabel.

Strukturierung von Kabeln

Strukturierung von Kabeln

Generell haben metallische Kabel ein oder mehrere Innenleiter, die von einem Isoliermaterial umgeben sind. Zum Schutz gegen elektromagnetische Strahlungen befindet sich über der Isolierschicht eine Schirmung, darüber der Kabelmantel. Lichtwellenleitern sind häufig als Bündeladern aufgebaut, die mehrere Glasfasern umfassen. In der Mitte eines solchen Kabels befidnet sich ein metallfreies Stützelement. Über den Bündeladern ist eine Bewehrung aus Glasgarn und darüber befindet sich der Kabelmantel.

In einer groben Einteilung lassen sich Kabel in symmetrische und unsymmetrische gliedern. Symmetrische Kabel haben ein oder mehrere Adernpaare, von dem jedes für sich gegeneinander verdrillt ist. Diese in der Netztechnik eingesetzten TP-Kabel, was für Twisted Pair steht, können zwei, vier oder auch mehr Adernpaare enthalten.

Koaxialkabel mit Geflecht- und Folienschirmung

Koaxialkabel mit Geflecht- und Folienschirmung

Unsymmetrische Kabel sind konzentrisch aufgebaut. Bei diesen Kabeln ist der Innenleiter von einem Isolationsmaterial, dem Dielektrikum umgeben. Darüber befinden sich die Schirmung und darüber der Kabelmantel. Hochfrequenzkabel mit hoher HF-Dichtigkeit können mehrlagige unterschiedliche Schirmungen haben. Die bekanntesten unsymmetrischen Kabel sind die Koaxialkabel. Daneben gibt es diverse konstruktive Abweichungen von den beiden in der Datenkommunikation und der Nachrichtentechnik eingesetzten Kabeltypen, so bei den symmetrischen Kabeln den Sternvierer oder bei den unsymmetrischen Kabeln das Twinaxial-Kabel.

Die wichtigsten Kabel-Kennwerte

Kabel sollen Signale so übertragen, dass diese am Kabelende weitestgehend denen am Kabeleingang entsprechen, in ihrer Signalform und für die weitere Verarbeitung genutzt werden können. Das setzt voraus, dass sich die Kabeleigenschaften nicht mit der Kabellänge verändern. Ihre Kabelkennwerte hängen daher von der Anwendung und damit vom Kabelaufbau ab.

Vierpaariges S/STP-Kabel mit Folienschirmung

Vierpaariges S/STP-Kabel mit Folienschirmung

Für die Datenübertragung werden seit einigen Jahrzehnten symmetrische Kabel eingesetzt. Es handelt sich dabei um Hochtechnologie-Kabel, die einige hundert Megabit pro Sekunde übertragen können. Wichtige Kennwerte der STP-, FTP- und UTP-Kabel sind die Dämpfung und die übertragbare Datenrate, andere beziehen sich auf die gegenseitige Beeinflussung der Adernpaare: auf das Nebensprechen, Übersprechen, Dämpfung-Nebensprech-Verhältnis (ACR), Near End Crosstalk (NEXT), Far End Crosstalk (FEXT), Equal Level Far End Crosstalk (ELFEXT), Powersum FEXT (PSFEXT) und einigen weiteren. Die Kabelimpedanz wird zwar angegeben, ist aber nicht ausschlaggebend.

Anders ist es bei unsymmetrischen Kabeln. Da sind als wichtigste Kabel-Kennwerte die Impedanz und die Bandbreite zu nennen. Die Anpassung der Kabelimpedanz an die angeschlossenen Schaltungen ist äußerst wichtig, da eine Fehlanpassung zu Reflexionen und damit zu Pegel- und Signalveränderungen führt. Neben diesen Kabelparametern sind die Dämpfung und die Rückflussdämpfung zu nennen und Kennwerte, die mit der Schirmung zusammenhängen. So die Bedeckung, das Schirmungsmaß, der Kopplungswiderstand und die Transferimpedanz.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Kabel
Englisch: cabel
Veröffentlicht: 08.04.2017
Wörter: 604
Tags: #Datenkabel
Links: ACR (attenuation to crosstalk ratio), Anpassung, Antenne, Bandbreite, Bedeckung