Ethernet Kabel und Leitungen

Für schnelle, robuste und zuverlässige Datenübertragungen

Eine Ethernet-Leitung ermöglicht eine zuverlässige Datenübertragung bei der Verbindung von Geräten in Ethernet-Netzwerken. Dabei kommen, je nach Einsatzbereich, mehrere Kilometer Leitungslänge zusammen, die stellenweise widrigsten Bedingungen ausgesetzt sind. Im LAPP-Portfolio finden Sie verschiedene Varianten für Ethernet-Leitungen, die nahezu alle Anwendungsgebiete im Industrieumfeld abdecken.

Was ist eine Ethernet-Leitung?

Kurz und bündig: Eine Ethernet-Leitung, oder auch Ethernet-Kabel genannt, ist eine Leitung für kabelgebundene Netzwerke nach Ethernet-Standard. Da dies aber nicht alles ist, möchten wir für Sie ein wenig ausholen: Der Ethernet-Standard ist eine Datenübertragungstechnik zur Übermittlung von Datenpaketen in lokalen Heim- und Büro-Netzwerken oder als Industrial Ethernet (IE), erweitert um spezielle Protokolle, auch in Industrie-Netzwerken.

Speziell bei Industrial-Ethernet-Leitungen handelt es sich um robustere Ausführungen der klassischen Ethernet-Kabel oder LAN-Kabel, die man beispielsweise in der Büroumgebung findet. Sie sind mechanisch und chemisch erprobt, in verschiedenen Anwendungsgebieten einsetzbar und langlebig.

Eine Ethernet-Leitung dient, mit einem Ethernet-Steckverbinder konfektioniert, dem Herstellen und Trennen von Verbindungen in Ethernet-Netzwerken. Durch ihren speziellen Aufbau bieten Ihnen Ethernet-Leitungen dabei die höchste Reichweite, Geschwindigkeit und Stabilität bei der kupferbasierten Datenübertragung.

Umgangssprachlich wird die Ethernet-Leitung oftmals auch als Ethernet-Kabel, Ethernet-Patchkabel, LAN-Kabel oder gar Netzwerkkabel bezeichnet. Wobei letztere Bezeichnungen meist in Kombination mit konfektionierten Leitungen und Patchkabeln genannt werden.

Damit Sie für Ihre Anwendung immer die richtige Leitung finden, haben wir wichtige Fakten für Sie zusammengestellt.

Wie ist eine Ethernet-Leitung aufgebaut?

Je nach Anwendung unterscheidet sich der Aufbau einer Ethernet-Leitung hinsichtlich der Anzahl der Adernpaare, des Leitungsquerschnittes, der Mantelmaterialien und einigen weiteren Merkmalen.

Der Grundaufbau der all diesen Ethernet-Leitungen, abgesehen von der Anzahl der Adernpaare, zugrunde liegt, ist jedoch für alle Ethernet-Leitungen ähnlich. Zwei gängige Aufbauten haben wir für Sie im Folgenden beispielhaft dargestellt.

Lapp-Etherline-Datenleitung-Querschnitt-PN Cat.5 1920x640px
Nummer Bestandteil
1 Außenmantel
2 EMV-Schirmung
3 ggf. FC-Innenmantel
4 Aderisolation
5 Kupferleiter

 

Lapp-Etherline-Datenleitung-Aufbau-PN Cat.5.eps 1920x640px
Nummer Bestandteil
1 Außenmantel
2 EMV-Schirmung
3 ggf. aluminiumkaschierte Kunststofffolie
4 ggf. FC-Innenmantel
5 Aderisolation
6 Kupferleitung

Einige dieser Eigenschaften, wie z.B. der FC-Innenmantel oder die aluminiumkaschierte Kunststofffolie, sind optional und je nach Anforderungen nicht bei jeder ETHERNET-Leitung vorhanden.

Welche Verseilarten werden bei Ethernet-Leitungen verwendet?

Datenleitungen müssen oft flexibel und elastisch sein und zugleich einen Schutz gegen elektromagnetische Störungen aufweisen. Um diese Eigenschaften zu gewährleisten, werden Leitungen in der Kabelherstellung verseilt.

Für die Datenübertragung in Ethernet-Netzwerken werden üblicherweise vier- bzw. achtadrige Leitungen verwendet. Um den Anforderungen in diesem Einsatzbereich gerecht zu werden, wird häufig die Twisted Pair Verseilung sowie die Sternvierer Verseilung verwendet.

Was ist eine Twisted Pair Verseilung?

Bei der Twisted Pair Verseilung werden 2 Adern miteinander zu einem Paar verdrillt. Im Anschluss daran werden die entstehenden Adernpaare miteinander verseilt. Durch die Verdrillung wird eine gegenseitige Beeinflussung der Signale in den Adernpaaren minimiert, allerdings auf Kosten größerer Kabeldurchmesser.

Lapp-Etherline-Data Cable-Twisted Pair

 

Nummer Bestandteile
1 Ader 1
2 Ader 2
3 Ader 3
4 Ader 4

Was ist eine Sternvierer Verseilung?

Eine besondere Variante der Verseilung ist der Sternvierer, auch Twisted-Quad oder Star Quad genannt. Hierbei werden vier Adern kreuzförmig miteinander verseilt, sodass die gegenüberliegenden Adern jeweils ein Adernpaar bilden. Die symmetrische Position der Adern zueinander bleibt über die gesamte Länge der Leitung gleich.

Der größte Vorteil des Sternvierers gegenüber der Twisted Pair Verseilung ist der geringere Kabeldurchmesser. Außerdem ist dank der niedrigeren Betriebskapazität die Dämpfung besser.

Lapp-Etherline-Data Cable-Star Quad

 

Nummer Bestandteil
1 Ader 1
2 Ader 2
3 Ader 3
4 Ader 4

Welche Anforderungen an Ethernet-Leitungen gibt es im Büro- und Industriebereich?

Eine Ethernet-Leitung sollte in erster Linie Daten schnell und zuverlässig übertragen können. Speziell in Industrieumgebungen sollte sie zeitgleich gegen Störungen bzw. äußere Störeinflüsse unanfällig bleiben und die Daten in Echtzeit bereitstellen.

Die Anforderungen unterscheiden sich dabei zwischen Ethernet-Leitungen für die Heim- oder Büroverdrahtung und solchen, die Sie für ein zuverlässiges Industrial-Ethernet-Netzwerk benötigen.

Die wesentlichen Netzwerk-Unterschiede im Überblick:

  Heim- und Büro-Ethernet Industrial-Ethernet
1 Feste Gebäudeinstallation individuelle, anlagenabhängige Vernetzung
2 Flexible Anschlussmöglichkeiten Robuste Beschaffenheit der Ethernet-Leitung
3 Konfektionierte Leitungen Feldkonfektionierbare Anschlüsse
4 Meist Aufbau als Stern-Topologie Meist redundante Ring-Topologien

Im Heim- und Büro-Netzwerk sind aufgrund der flexiblen Anschlussmöglichkeiten, und damit einhergehend dem häufigen „Umstecken“ eines Netzwerkkabels, konfektionierte Ethernet-Leitungen meist besser geeignet. Wohingegen im Industrial-Ethernet-Netzwerk raue Umgebungen, Platzmangel und individuelle Leitungslängenanforderungen voraussetzen, dass Ethernet-Leitungen individuell und direkt vor Ort konfektioniert werden können. So lassen sich diese optimal auf die Umgebungsbedingungen anpassen.

Was muss bei der Auswahl einer Ethernet-Leitung beachtet werden?

Die Qualität und die Zuverlässigkeit Ihrer Datenübertragung im Netzwerk ist wesentlich von der Auswahl der richtigen Ethernet-Leitung abhängig. Das richtige Ethernet-Kabel sollte daher gut gewählt werden, bevor Sie mit der Verdrahtung aller Komponenten in Ihrem Netzwerk beginnen. Folgendes sollten Sie bei Ihrer Auswahl beachten:

20211117 Auswahl Ethernet Leitungen DE

Welche Übertragungsprotokolle gibt es für Industrial-Ethernet?

Im Industriebereich werden spezielle Protokolle wie PROFINET, EtherNet/IP, EtherCAT oder CC-Link IE verwendet. Diese Protokolle erweitern das klassische Ethernet, damit speziell die hohen Anforderungen in Fabriken oder Produktionsanlagen abgedeckt werden können. Wichtige Vorteile dabei sind:

  • Industrial-Ethernet kann, ähnlich den Feldbussystemen, Störungen in Fabrikumgebungen besser erkennen und verarbeiten.
  • Industrial-Ethernet erfüllt die Anforderungen von Fabriken besser und eignet sich daher insbesondere für den Einsatz in rauen Umgebungen.
  • Bei Datenkollisionen bietet Industrial-Ethernet schnellere und bessere Reaktionszeiten innerhalb der Fabrikhallen.

Je nach Branche oder Anwendungsgebiet bietet LAPP mit dem ETHERLINE® Industrial Ethernet Portfolio für Meterware eine passende Lösung. Unterschiedliche Protokolle wie PROFINET, EtherNet/IP, EtherCAT oder CC-Link IE werden von unseren ETHERLINE® Ethernet-Leitungen bedient.

Damit Sie auch für Ihre Anwendung die perfekte Ethernet-Leitung im Einsatz haben, bieten wir Ihnen, unter anderem, folgende Standards an:

Tabelle

Welche Leitungskategorien gibt es?

Kupferbasierte Ethernet-Leitungen nutzen, je nach Übertragungsrate, 2 oder 4 Aderpaare. Sie werden in sogenannte Kategorien („CAT“, von Category) eingeteilt, gemäß den Normen DIN EN 50173 und ISO/IEC 11801.

Typischerweise unterscheidet man zwischen Cat. 5/Cat. 5e, Cat. 6/Cat.6A und Cat.7/Cat.7A, deren Übertragungsperformance von 10/100 Mbit/s bis 10 Gbit/s reicht.

Diese Ethernet-Leitungen dienen zur Übertragung analoger und digitaler Signale in einem Frequenzbereich bis 1000 MHz (je nach Steckerkompatibilität) und sind, analog zu ihrer Leistungsklasse, auf unterschiedliche Weise gegen elektromagnetische Störungen geschützt. 

Welche Leiterklasse für Ethernet-Leitungen sollte gewählt werden?

Vor allem im Industriebereich, in dem Ethernet-Leitungen neben der Verdrahtung der Gebäudeinfrastruktur auch in linear bewegten Anwendungen, Industrie-Robotern, Schaltschränken, auf Kabelpritschen verlegt und in Schleppketten zum Einsatz kommen, sollten Sie auf die Wahl einer geeigneten Leiterklasse achten.

Hierbei unterscheiden sich die Leiterklassen in drei wesentliche Kategorien, die in den Kurzbezeichnungen /1, /7 oder /19 hinten an den Leiterquerschnitt angehängt sind (z.B. AWG24/1). Diese Kurzbezeichnung ist auf die Anzahl der Einzelleiter in der Leitung zurückzuführen. In unserer Übersicht haben wir Ihnen die Leiterklassen dargestellt:

Tabelle Leiterklassen XL - Kopie

An dieser Stelle möchten wir das PROFINET-System für Sie besonders hervorheben. PROFINET spezifiziert neben dem Übertragungsprotokoll auch international die Typenspezifikation für die Verkabelung innerhalb und zwischen Fertigungsinseln. Das System stellt damit eine Lösung für alle industriellen Kommunikationssysteme zur Verfügung. Neben kupferbasierten Übertragungsmedien normiert der Standard auch optische Verbindungssysteme

Die Typenspezifikation nach PROFINET-Guideline definiert drei Ethernet-Leitungstypen anhand derer der Aufbau sowie die mechanischen und elektrischen Anforderungen genau festgelegt sind.

Welche Mantelmaterialien für Ethernet-Leitungen gibt es?

Je nach Einsatzzweck bzw. Anwendung benötigen Sie eine passende Leitung mit geeigneten Aderisolations- und Mantelmaterialien. Vier typische Mantelmaterialien für Ethernet-Leitungen sind:

  • Polyurethan (PUR)
  • Polyvinylchlorid (PVC)
  • FRNC-Mantelmaterialien (flame retardant non-corrosive)
  • Polyethylen (PE)

Jedes Mantelmaterial hat besondere Eigenschaften wie z.B. eine geringe Rauchgasentwicklung, die bei Brandfällen in Gebäuden besonders vorteilhaft ist, wenn Menschen aus Gebäuden evakuiert werden müssen. Ölbeständige Mantelmaterialien sind wiederum sehr gut für den Einsatz in Fertigungsstraßen bei hohem Kontakt mit Kühl- und Schmierölen geeignet. Aus welchen Materialien eine LAPP ETHERLINE® Leitung besteht, können Sie in unserem e-Shop den Produktbeschreibungen entnehmen.

Wie werden Ethernet-Leitungen gegen elektromagnetische Störungen geschützt?

Prinzipiell gibt es bei Ethernet-Leitungen drei verschiedene Schirmungsarten. Da es allerdings auch Ethernet-Leitungen gibt, die gänzlich auf eine EMV-Schirmung verzichten, sind genaugenommen vier Bezeichnungen in den Produkteigenschaften auf die EMV-Schirmung zurückzuführen.

Eigenschaft Abkürzung
Ungeschirmt oder Unfoliert "U" (Unscreened) oder / "U" (Unfoiled)
Verzinntes Kupfergeflecht oder Kupferumlegung "S" (Screened)
Aluminiumkaschierte Kunststofffolie "F" (Foiled)
Verdrillte Adernpaare "TP" (Twisted-Pair)

In den Produkteigenschaften finden Sie daher Angaben wie z.B. S/FTP. Was Sie, wenn Sie die oben genannte Tabelle berücksichtigen, darauf zurückführt, dass es sich hierbei um eine Screened/FoiledTwisted-Pair Ethernet-Leitung handelt. Es ist also eine Leitung mit Kupfergeflecht und verdrillten Adernpaaren, welche paarweise mit aluminiumkaschierter Kunststofffolie ummantelt sind.

Der Schrägstrich trennt hierbei die Gesamtschirmung von der Adernpaarschirmung. D.h. alle Angaben links vom Schrägstrich beziehen sich auf die Gesamtschirmung, während die Angaben rechts vom Schrägstrich die Schirmung der einzelnen Adernpaare adressieren.

Welche Ethernet-Leitungen gibt es bei LAPP?

Bei LAPP bieten wir Ihnen mit unseren ETHERLINE® Leitungen ein passendes Produkt für nahezu jede industrielle Anwendung, die eine rasante, störungsfreie und robuste Datenübertragung voraussetzt. Wenn es schnell gehen muss und Sie eine erste Orientierung benötigen, haben wir hier eine grobe Übersicht für Sie:

  1. ETHERLINE® ROBOT – Für den Einsatz in Industrie-Robotern
    Geschaffen für die Symbiose aus Torsion und horizontalen Linearbewegungen. Dieses Produkt eignet sich besonders für die Datenverkabelung innerhalb oder an Robotern. Die ETHERLINE® ROBOT Leitungen können dabei in Schläuchen oder frei verlegt werden.
  2. ETHERLINE® LAN – Für die Verdrahtung in Gebäudeinfrastrukturen
    In dieser Produktfamilie bieten wir Ihnen Lösungen für die Gebäudeverkabelung in Frequenzbereichen bis 1600 MHz mit Ethernet-Leitungen in den Kategorien Cat.5e bis Cat.7A.
  3. ETHERLINE® FIRE – Für den Einsatz in Notstromkreisen
    Besonders geeignet in brandgefährdeten Bereichen bieten ETHERLINE® FIRE Leitungen besten Isolationserhalt im Brandfall mit bis zu 120 Minuten nach EN 50200 und gewährleisten dabei eine hohe Übertragungssicherheit.
  4. ETHERLINE® TORSION – Für den dauerbewegten Einsatz in Torsionsapplikationen
    Wenn es mal wieder rund geht ist unsere ETHERLINE® TORSION für Torsionsapplikationen mit hohen Drehwinkeln (± 180°) sehr gut geeignet. Für PROFINET Anwendungen und inkl. AWM-Zulassungen machen die hochflexiblen /19-Leitungen jede Drehung souverän mit.
  5. ETHERLINE® TRAY – Für den fest verlegten Einsatz in Kabelpritschen
    Herausragend für die geschützte Verlegung auf Kabelpritschen geeignet und mehrfach zertifiziert. Dieses Produkt verfügt unter anderem über Zulassungen nach UL-PLTC, UL-CMG und CSA.
  6. ETHERLINE® HEAT 6722 – Für den Einsatz in brandgefährdeten Bereichen
    Mit diesem HEAT-Produkt bieten wir Ihnen eine Leitung mit halogenfreiem PUR-Außenmantel für PROFINET-Anwendungen, geprüft nach ECE-R 118.1 und entsprechend den Anforderungen nach ISO 6722.
  7. ETHERLINE® ROBUST – Für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie
    Kommt mit allem klar, was die Lebensmittelindustrie erwartet. Denn speziell dafür wurde unsere ETHERLINE® ROBUST Produktfamilie entwickelt. Diese Leitungen sind geeignet für den flexiblen Einsatz und bieten spezielle Mantelmaterialien für eine hohe Resistenz gegen Öle, chemische Mittel und Wasser.