Kupferkabel zur elektrischen Signalübertragung

Bei den meisten herkömmlichen Kabeln, die zur Übertragung von Strom oder elektrischen Signalen verwendet werden, besteht das leitende Material aus dem Halbedelmetall Kupfer. Dieses Metall zeichnet sich durch seine besonders gute elektrische Leitfähigkeit aus.

Kabel, die zur elektrischen Signalübertragung verwendet werden, lassen sich in zwei Haupttypen unterteilen: die symmetrischen Kabel und die Koaxialkabel. Das klassische Beispiel für ein symmetrisches Kupferkabel ist die Teilnehmeranschlussleitung des Telefonnetzes, das inzwischen vornehmlich für Internetverbindungen über (V)DSL verwendet wird. Hierbei handelt es sich um eine Kupferdoppelader, wobei mit Ader ein Leiter bezeichnet wird, der mit einer Isolierung umgeben ist.

Solche Kupferdoppeladern eignen sich zur Übertragung von niederfrequenten, schmalbandigen Signalen, wie sie zum Beispiel viele Jahre beim analogen Telefonanschluss (bis 25 kHz) oder auch bei ISDN-Verbindungen (bis 138 kHz) eingesetzt wurden. Bei breitbandigen, höherfrequenten Übertragungen wirkt die zunehmende Leitungslänge hingegen stark dämpfend.

Im Gegensatz zu symmetrischen Kupferkabeln eignen sich die asymmetrisch aufgebauten Koaxialkabel deutlich besser zur Übertragung grosser Bandbreiten. Das Koaxialkabel hat als Hinleiter einen Kupferkern, der mit einem Isolator ummantelt ist. Im Anschluss folgt ein röhrenförmiges Kupfergeflecht als Rückleiter, der schliesslich noch von einer äusseren Kunststoffschicht umgeben ist.

Bei LAN-Kabeln bestehen die einzelnen Adern ebenfalls aus Kupfer. Allerdings sind hier die verschiedenen Hin- und Rückkanäle paarweise miteinander verdrillt (Twisted Pair) und abhängig vom Fabrikationstyp zusätzlich je Adernpaar mit einer Aluminiumhülle abgeschirmt. Die zulässige Übertragungslänge (Link-Länge) eines LAN-Kabels der Katego­rien Cat 3 bis Cat 7 liegt durchgehend bei maximal 100 Metern. Damit lassen sich Übertragungsbandbreiten von 100 MBit/s (ab Cat 3) über 1000 MBit/s (ab Cat 5) bis hin zu 10.000 MBit/s (ab Cat 6) erreichen.

Zunächst der grosse Vorteil des klassischen LAN-Kabels: Im Vergleich zur Glasfaser ist die Einrichtung eines kupferbasierten Ethernet-Netzwerks relativ problemlos und preisgünstig zu realisieren. Nahezu alle erforderlichen Netzwerkkomponenten sind sofort verfügbar. Allerdings ist bei der gemeinsamen Verlegung verschiedener Kupferkabel darauf zu achten, dass die elektrischen Leiter gut genug abgeschirmt sind, da es sonst zu elektromagnetischen Störungen kommen kann.

Die zulässige Link-Länge eines Ethernet-Kabels liegt bei 100 Metern, was auf grösserem Gelände und in sehr grossen Gebäuden zu Problemen führen kann. Die Anzahl der Geräte, die mit einem klassischen LAN-Port ausgestattet sind, nimmt immer weiter ab. Smartphones und Tablets haben sowieso keinen LAN-Port, inzwischen verfügen aber auch immer weniger Notebooks über einen Ethernet-Adapter. Hinzu kommt das Problem des Kabelsalats, der in Büros oder Meeting-Räumen nicht nur optisch stört, sondern auch eine Stolpergefahr darstellt.