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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Datenraten über Kupfer?


Autor: bliblo (Gast)
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Hallo Forum,

hab mal ne Frage, und zwar, was ist die maximale Nettodatenrate, die 
über Kupferleitung erreicht wird?

Ich hab bis jetzt in google rumgesucht und so Nettodatenraten bis 90 
Mbit/s gesehen.

Was meint ihr dazu?

Autor: Bit (Gast)
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> 90 Mbit/s gesehen.

Interessant. Mein LAN hier hat 1 GBit, und das mit Kupfer....

Autor: sven.fr (Gast)
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10Gbit sind auch schon häufiger zu sehen.

theoretisch ist da ken limit kommt aus kabel und verfahren drauf an.

sven

Autor: Thilo M. (Gast)
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sven.fr schrieb:
> 10Gbit sind auch schon häufiger zu sehen.
>
> theoretisch ist da ken limit kommt aus kabel und verfahren drauf an.
>
> sven

Die 10Gbit hat jedes größere Firmennetzwerk (mindestens) im 
Serverbereich.

Autor: ms (Gast)
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Es kommt auf das Übertragungsverfahren sowie die Kabeldämpfung an. 
Irgendwann ist einfach schluss, (wenige GHz Taktrate) dann kommts eben 
aufs Übertragungsverfahren an.

Autor: Peter (Gast)
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und vor allem auch auf die Kabellänge...

Autor: Wolfgang M. (womai)
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Die maximal moegliche Datenrate haengt von vielen Faktoren ab. Ob Kupfer 
oder nicht ist da nur ein Parameter von vielen:

- Laenge der Leitung. Ueber ein paar cm Leiterbahn kann man ohne grosse 
Probleme auch 20 oder 40 Gbit uebertragen; ueber ein paar Meter ist das 
nicht mehr so einfach.

- Geometrie der Leitung (z.B. Breite/Querschnitt der Leiterbahn) - z.B. 
je breiter, desto geringer der Beitrag des Skineffekts and den 
Verlusten)

- Verwendetes Dielektrikum

- aktive Massnahmen in Sender und Empfaenger, wie z.B. 
Pre-Emphasis/De-Emphasis, um die frequenzabhaengigen Verluste zu 
kompensieren (im wesentlichen werden dabei die hoeherfrequenten Anteile 
des Signals ueberhoeht).

usw.

Beispiel: Kupfer-Leiterbnahn auf FR-4-Leiterplatte, Leiterbahnbreite ca. 
0.25mm, Leiterbahnlaenge 25cm, "normales" Digitalsignal ohne 
Preemphasisi --> geht bis ca. 2 Gbit/sec. Aber z.B. mit guter 
Pre-Emphasis kann man does ohne Probleme auf weit ueber 10 Gbit/sec 
treiben.

Autor: bliblo (Gast)
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Viele Dank für die super schnellen Antworten.

Um wieviel verringert sich das denn bei 10m Kabel?
Man kann das bestimmt berechnen. Gibt es da eine direkt Formel für?

Autor: Peter (Gast)
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nein gibt es nicht, die Aufbau des Kabels ist dabei sehr entscheident.

Es kann ein Koaxkabel oder ein Stromkabel sein.

Wenn du vor 15Jahren gefragt hättest, dann hatte man gesagt mehr als 
100Mbit/s gehen nicht über kupferkabel.

vor 5Jahren hies es noch mehr als 1Gbit/s geht nicht über Kupfer.

Heute macht man aber 10Gbit/s über Kupfer.

und in der Zeit hat sich die Physik nicht geändert.

Autor: bliblo (Gast)
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Ok. Danke

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Es kommt auf das Übertragungsverfahren sowie die Kabeldämpfung an.
>Irgendwann ist einfach schluss, (wenige GHz Taktrate) dann kommts eben
>aufs Übertragungsverfahren an.

Wenn du ein Kabel hast, welches wie Rohr aufgebaut ist, gibt es auch 
keine theoretische Grenze, da das Ganze dann ein Hohlleiter ist und du 
quasi Funkwellen sendest ;-)

Autor: Peter (Gast)
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dann werden die Daten aber auch nicht wirklich übers Kupfer übertragen.

Autor: Klaus (Gast)
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Vorsicht mit Beispielen wie LAN:
Meines Wissens werden bei 100Mbit/s 4 Adern verwendet
und bei Gigabit-LAN werden alle 8 Adern verwendet.
Also die höhere Bandbreite unter anderem durch paralleles
Übertragen von Daten über mehrere Kupferadern erreicht.

Gruß,
Klaus

Autor: Peter (Gast)
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@Klaus
ja das ist aber nur beim übergang von 100Mbit auf 1Gbit/s der fall, von 
1Gbit/s auf 10Gbit/s bleibt die anzahl der Adern.

Bei 100Mbit/s und 4Aderen werde auch nur 2Anderen für für 100Mbit/s 
gebraucht (halt für jede Richtung). Es gibt auch Herstellen die 
200Mbit/s auf ihre Geräte schreiben

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Und die 1Gbit/s über 8 Adern sind meines wissens auch Vollduplex.

Autor: Christian Kreuzer (christian_rx7) Benutzerseite
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Also VDSL2 soll über die Telefonleitung bis 100MBit/s schaffen.

Autor: Peter (Gast)
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>Und die 1Gbit/s über 8 Adern sind meines wissens auch Vollduplex.
klingt merkwürdig

es werden 4 Adern zum senden und 4 Adern zum empfangen verwendent und in 
jeder Richtung können gleichzeitig 1Gbit/s übertragen werden.

Autor: Reinhard S. (rezz)
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Christian Kreuzer schrieb:
> Also VDSL2 soll über die Telefonleitung bis 100MBit/s schaffen.

Dann darf die Kabellänge aber auch nicht ewig lang sein.

Autor: Omega G. (omega) Benutzerseite
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Bei 1 Gbit/s Ethernet über Kupfer werden alle 8 Leitungen bidirektional 
verwnedet. Bei 10 Mbit/s und 100 Mbit/s waren je ein Paar Tx und Rx.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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http://de.wikipedia.org/wiki/Ethernet#Gigabit-Ethernet
1000Base-T, IEEE 802.3 Clause 40 (früher IEEE 802.3ab):
1 Gbit/s über Kupferkabel ab Cat-5 UTP-Kabel. Die maximale Länge eines 
Segments beträgt wie bei 10Base-T und 100Base-TX 100 Meter.

o Verwendung aller vier Doppeladern in beide Richtungen 
(Echokompensation)
o Modulationsverfahren PAM-5 (Pulsamplitudenmodulation mit fünf 
Zuständen) übermittelt zwei Bit pro Schritt und Adernpaar
o Schrittgeschwindigkeit 125 MBaud pro Adernpaar
o Übertragungsbandbreite 62,5 MHz
o Vollduplexbetrieb

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo Peter,

> dann werden die Daten aber auch nicht wirklich übers Kupfer übertragen.
das werden sie auch im Kupferkabel nicht, denn die Energieübertragung 
findet nicht im Kupfer, sondern im Dielektrikum statt. Das Kupfer 
bestimmt letztlich nur die Richtung, in die sich die elektromagnetische 
Welle ausbreitet. Das ist im Hohlleiter genauso wie in der Doppelader 
oder im Koaxkabel.


Gruß,
  Michael

Autor: EGS (Gast)
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Die Kabel haben eine festegelegte Bandbreite (z.B. Cat7 mit 250 MHz).

Wie das genauer zusammenhängt erläutert der folgende Link etwas genauer:

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/net/0603191.htm

Autor: EGS (Gast)
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Seitwann wird Energie bei Doppeladern nicht im Leiter übertragen (und 
wieso überhaupt Energie in DAs?)?


Oberflächenwellen, treten doch eh erst ab Frequenzen im GHz bereich auf 
(Skin-Effekt). Also bei Telekommunikation völlig belanglos zur zeit, da 
diese Bandbreiten nur von LWL erreicht werden.

Autor: Peter (Gast)
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man kann aber aus der Bandbreite nicht auf die Datenraten berechnen. 
Weil die Codiert sind verbessern kann. Man kan nauch mit einer kleinen 
Bandbreite und einer sehr guten Codierung mehr Daten übertragen als mit 
einer grossen Bandbreite und einer schlechten Kodierung.

Was ist in den letzen Jahren verbessert hat ist aber ebend die 
Codierung, dabei sind mir keine absoluten Grenzen bekannt.

Autor: Michael Müller (moonuser)
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Hallo,
die Ausbreitungsgeschwindigkeit elektrischer Signale im Kupfer beträgt 
4,3 m/ns. Je nach Kodierung, Leitungslänge, Reflektion etc ergeben sich 
damit maximale Datenraten.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ EGS (Gast)

>Seitwann wird Energie bei Doppeladern nicht im Leiter übertragen (und
>wieso überhaupt Energie in DAs?)?

Weil man das in den Skineffekt reininterpretieren kann. Halte ich aber 
für falsch.

>Oberflächenwellen, treten doch eh erst ab Frequenzen im GHz bereich auf
>(Skin-Effekt).

Nöö.

http://de.wikipedia.org/wiki/Skineffekt

> Also bei Telekommunikation völlig belanglos zur zeit,

;-)
[ ] Du kennst dich aus.

>da diese Bandbreiten nur von LWL erreicht werden.

Keinesfalls. Allein popeliges WLAN arbeitet auf 2,5GHz.

MFG
Falk

Autor: Reinhard S. (rezz)
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EGS schrieb:
> Die Kabel haben eine festegelegte Bandbreite (z.B. Cat7 mit 250 MHz).
>

Wikipedia schreibt:
> Cat-7-Kabel sind für Betriebsfrequenzen bis 1000 MHz bestimmt

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