Network Cable Length Calculator
Network Cable Length Calculator
Berechne Kabellänge, Signal-Laufzeit, Dämpfung und Link-Budget für Cat 5e/6/6a/7, Glasfaser und Koaxial. Mit TIA/EIA-Standards und Grenzwerten.
Hinweis: Alle Berechnungen basieren auf TIA/EIA-568-Standards und theoretischen Werten. Reale Werte können durch Kabelqualität, Umgebungstemperatur und Installation abweichen. Für professionelle Installationen immer zertifizierte Messtechnik verwenden.
Inhaltsverzeichnis
Schnellübersicht
- Laufzeit-Rechner: Signal-Laufzeit basierend auf NVP
- Dämpfungs-Rechner: Signal-Dämpfung über Kabellänge
- Link-Budget: Power-Budget für Long-Distance
- Kabeltypen-Vergleich: Cat 5e bis Cat 8, Glasfaser, Koaxial
- Standard-Grenzwerte: TIA/EIA-568 Empfehlungen
- Round-Trip-Time (RTT): Für CSMA/CD und TCP
- Theorie: Über NVP, Dämpfung und Standards
- Geschichte: Von Koaxial zu Cat 8
- FAQ: Häufige Fragen zu Kabel-Längen
1. Kabel-Längen-Rechner
Berechne Laufzeit, Dämpfung und Link-Budget für dein Netzwerkkabel.
2. Theorie – Signal-Laufzeit & Dämpfung
Verstehe die Grundlagen von Signal-Ausbreitung und Dämpfung in Netzwerkkabeln.
NVP (Velocity of Propagation)
NVP ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Signals im Kabel:
- Einheit: Prozent der Lichtgeschwindigkeit
- Typisch: 65-90% (Cat 5e: 69%)
- Faktoren: Isolationsmaterial, Aufbau
- Höher = schneller: Aber nicht immer besser
Signal-Laufzeit
Die Laufzeit wird so berechnet:
- Formel: Laufzeit = Länge / (c × NVP)
- c: Lichtgeschwindigkeit (300.000 km/s)
- 100 m Cat 5e: ~483 ns (one-way)
- RTT: Round-Trip-Time (2× Laufzeit)
Wichtig für:
- CSMA/CD (Kollisionserkennung)
- TCP-Timeouts
- Ethernet-Distanzlimits
Dämpfung (Attenuation)
Signal-Stärke nimmt über Länge ab:
- Einheit: dB (Dezibel)
- Formel: dB = Kabel_dB/m × Länge
- Frequenz-abhängig: Höher = stärker
- Cat 6, 100 MHz: ~20 dB/100m
Grenzwert TIA/EIA: ~24 dB max für 100 m
Best Practices
- 90m Regel: 90 m Permanent + 10 m Patchkabel
- Reserve: Immer 10-15% Puffer einplanen
- Patchfelder: Zählen zur Gesamtlänge
- Zertifizieren: Nach Installation messen
- Temperatur: Höhere Temp = mehr Dämpfung
- Cat 6a für 10G: Nur bis 100m garantiert
Wussten Sie schon?
Das 100-Meter-Limit für Kupfer-Ethernet kommt nicht von der Signal-Dämpfung allein, sondern von CSMA/CD (bei älteren Standards). Damit Kollisionen erkannt werden können, musste das kleinste Ethernet-Paket (64 Byte) die gesamte Kabelstrecke in der Kollisionsdomäne zurücklegen. Bei 10 Mbps und Cat 3 ergab das ~100 m. Dieses Limit gilt bis heute für alle Cat-Kategorien – obwohl moderne Voll-Duplex-Netze kein CSMA/CD mehr nutzen.
3. Geschichte der Netzwerkkabel
Von Koaxial zu Cat 8 und Glasfaser.
Koaxial-Kabel
Erste Ethernet-Versionen nutzen Koaxial-Kabel (Thicknet / Thick Ethernet). Bus-Topologie, 500 m maximale Segmentlänge. Nachteil: Ein Kabelbruch legt das ganze Netz lahm.
Cat 3 & 10BASE-T
Cat 3 (Telefonkabel) und 10BASE-T kommen. Twisted-Pair mit RJ-45, Sterntopologie, 100 m Limit. Cat 3: 16 MHz, 10 Mbps.
Cat 5 & 100BASE-TX
Cat 5 wird für Fast Ethernet (100 Mbps) standardisiert. 100 MHz Bandbreite, 100 m Limit. Erste strukturierte Verkabelung (TIA/EIA-568).
Cat 5e & Gigabit
Cat 5e (enhanced) für Gigabit Ethernet (1000BASE-T). Reduziertes Crosstalk. 100 m Limit bleibt. Standard bis heute in vielen Installationen.
Cat 6
Cat 6 mit 250 MHz. 10GBASE-T bis 55 m. Bessere Schirmung, weniger Crosstalk. Wird schnell Standard in neuen Installationen.
Cat 6a & 10G
Cat 6a (augmented) für 10GBASE-T auf 100 m. 500 MHz Bandbreite. Erste Kategorie für 10-Gigabit über die volle Distanz.
Cat 8
Cat 8 für 40GBASE-T. 2000 MHz, aber nur 30 m Reichweite. Für Rechenzentren (Top-of-Rack). Cat 7/7a erreichen 10 Gbps auf 100 m.
Glasfaser dominiert
Glasfaser ersetzt Kupfer zunehmend in Backbones. Cat 6a bleibt Standard für Endgeräte. Power over Ethernet (PoE++) mit bis zu 90W. WiFi 6/7 mit Multi-Gig.
4. FAQ – Häufige Fragen
Häufige Fragen zu Netzwerkkabeln
Das 100-Meter-Limit hat historische und technische Gründe:
Historisch (10 Mbps, 1980er):
- CSMA/CD: Kollisionserkennung benötigte, dass das kleinste Paket die gesamte Strecke in der Kollisionsdomäne zurücklegt
- Min. Frame: 64 Byte bei 10 Mbps
- Slot Time: 51,2 μs Round-Trip
- Signal-Geschwindigkeit: ~0,7c
- Ergebnis: ~2500 m / 2 = ~100 m pro Segment
Heute (technisch):
- Dämpfung: Signal wird zu schwach
- NEXT/FEXT: Crosstalk nimmt zu
- Link-Pulse: Auto-Negotiation braucht Mindest-Signal
- Standard: TIA/EIA-568 fixiert 100 m
Auch bei 10GBASE-T: 100 m mit Cat 6a, 55 m mit Cat 6.
NVP (Nominal Velocity of Propagation) gibt die Ausbreitungsgeschwindigkeit als Prozent der Lichtgeschwindigkeit an:
| Kabeltyp | Typischer NVP |
|---|---|
| Cat 5e | ~69% |
| Cat 6 | ~68% |
| Cat 6a | ~70% |
| Koaxial | ~66-82% |
| Glasfaser | ~67% (MMF), 68% (SMF) |
Messen:
- Kabeltester: Wie Fluke DSX, gibt NVP an
- Time Domain Reflectometer (TDR): Misst Reflexionen
- Formel: NVP = (2 × Länge) / (c × Zeit)
Wichtig: NVP ist kabel-spezifisch und kann bei verschiedenen Chargen leicht variieren.
| Merkmal | Cat 6 | Cat 6a |
|---|---|---|
| Bandbreite | 250 MHz | 500 MHz |
| 10GBASE-T | bis 55 m | bis 100 m |
| Crosstalk | Standard | Reduziert |
| Schirmung | U/UTP möglich | Meist F/UTP |
| Kabelquerschnitt | ~6 mm | ~7-8 mm |
Empfehlung:
- Cat 6: Gigabit-Netzwerke, kurze 10G-Strecken
- Cat 6a: Neue Installationen mit 10G-Ambition
- Preis: Cat 6a ~20-30% teurer
- Zukunft: Cat 6a ist langfristig sicherer
Formel: Laufzeit = Länge / (c × NVP)
Erklärung:
- Länge: Kabellänge in Metern
- c: Lichtgeschwindigkeit ≈ 300.000.000 m/s
- NVP: Als Dezimalzahl (z.B. 0,69 für 69%)
Beispiel (100 m Cat 5e):
- Geschwindigkeit im Kabel: 300.000.000 × 0,69 = 207.000.000 m/s
- Laufzeit one-way: 100 / 207.000.000 = 483 ns
- Round-Trip-Time (RTT): 966 ns
Praxis: Für 100 m Cat 5e sind es ~500 ns one-way. Dies ist im Ethernet-Standard als "Slot Time" berücksichtigt.
T568A und T568B sind zwei Standards für die Pin-Belegung von RJ-45-Steckern:
| Pin | T568A | T568B |
|---|---|---|
| 1 | Weiß-Grün | Weiß-Orange |
| 2 | Grün | Orange |
| 3 | Weiß-Orange | Weiß-Grün |
| 4 | Blau | Blau |
| 5 | Weiß-Blau | Weiß-Blau |
| 6 | Orange | Grün |
| 7 | Weiß-Braun | Weiß-Braun |
| 8 | Braun | Braun |
Wichtig:
- Beide Standards funktionieren für Ethernet
- In einem Netzwerk einheitlich verwenden
- Cross-Over-Kabel: Ein Ende A, anderes Ende B
- USA: T568B üblich, Europa/DE: T568A üblich
Schirmung schützt vor elektromagnetischen Störungen (EMI) und Crosstalk:
| Kürzel | Bedeutung | Schirmung |
|---|---|---|
| U/UTP | Unshielded | Keine |
| F/UTP | Foiled | Gesamt-Folie |
| S/FTP | Screened | Gesamt-Geflecht + Paar-Folie |
| SF/FTP | Doppelt | Geflecht + Folie + Paar-Folie |
Wann Schirmung nötig?
- Industrie: Neben Motoren, Frequenzumrichtern
- Krankenhaus: MRT, Röntgen
- Rechenzentrum: Hohe Dichte, 10GBASE-T
- Lange Strecken: Nahe 100 m
Nachteil: Schirmung muss korrekt geerdet sein – sonst wirkt sie als Antenne!
PoE überträgt Strom und Daten über dasselbe Ethernet-Kabel:
| Standard | Leistung | Typisch für |
|---|---|---|
| PoE (802.3af) | 15,4 W | IP-Telefone, WLAN-APs |
| PoE+ (802.3at) | 30 W | PTZ-Kameras, APs |
| PoE++ (802.3bt) | 60 W | Displays, Laptops |
| PoE++ (4-Pair) | 90 W | Beleuchtung, Motoren |
Wichtig:
- Kabellänge: Max. 100 m (Standard-Ethernet)
- Kabeltyp: Cat 5e oder besser
- Spannung: 44-57 V DC
- Wärme: Bei hohen Leistungen entsteht Wärme im Kabel
Glasfaser vs. Kupfer:
| Kriterium | Kupfer (Cat 6a) | Glasfaser |
|---|---|---|
| Max. Länge | 100 m | 100 m bis 80 km |
| Bandbreite | 10 Gbps | 100+ Gbps |
| EMI-Anfällig | Ja | Nein |
| Kosten Kabel | Niedrig | Mittel |
| Kosten Optik | Niedrig | Hoch |
| PoE | Ja | Nein (mit Spezial) |
Glasfaser verwenden bei:
- >100 m: Zwischen Gebäuden
- Backbone: Zwischen Switches
- EMI-Umgebung: Industrie
- Hohe Bandbreite: 40/100 Gbps
- Sicherheit: Schwer abzuhören
Kupfer verwenden bei:
- <100 m: Endgeräte-Verbindungen
- PoE: Strom + Daten
- Kosten: Günstiger für kurze Strecken
- Flexibilität: Einfacher zu verlegen
Zusammenfassung
Die wichtigsten Punkte
- 100 m Limit: Gilt für alle Kupfer-Ethernet-Standards
- NVP: Velocity of Propagation (65-90%, typisch 69%)
- Laufzeit: 100 m ≈ 483 ns (one-way), RTT ≈ 966 ns
- Dämpfung: Steigt mit Frequenz und Länge
- Cat 5e: 1 Gbps, 100 MHz, 100 m
- Cat 6: 1-10 Gbps, 250 MHz, 55 m für 10G
- Cat 6a: 10 Gbps, 500 MHz, 100 m für 10G
- Cat 8: 40 Gbps, 2000 MHz, aber nur 30 m
- Glasfaser: Für >100 m und hohe Bandbreite
- Unser Tool: Längen-Rechner mit Laufzeit, Dämpfung und Link-Budget