Was ist ein Netzwerktester und wozu wird er verwendet? – Kurth Electronic

Was ist ein Netzwerktester und wozu wird er verwendet?

Was ist ein Netzwerktester und wozu wird er verwendet?

Sowohl privat als auch innerhalb eines Unternehmens ist die Vernetzung der Computer und Peripherie ein wichtiger Bestandteil. Die Kommunikation muss im Idealfall zu jeder Zeit möglich sein. Bei einer fehlerhaften Kommunikation ist oftmals schnelle Hilfe notwendig.

Ein Netzwerktester gibt Aufschluss über den Zustand des Netzwerks und dessen Verkabelung. Doch wie arbeitet ein Netzwerktester? Welche Kabelfehler können erkannt werden? Welche Messungen sind zusätzlich möglich?

1 Wie arbeitet ein Netzwerktester grundlegend?

Netzwerktester sind Geräte, mit denen Netzwerkkabel und Netzwerkanschlüsse im Ethernet überprüft werden können. Zu Beginn dieses Blogposts wird genauer betrachtet, wie ein Netzwerktester arbeitet, welche Kabel überprüft werden können und wie die Messergebnisse präsentiert werden.

1.1 Welche Kabel können mit einem Netzwerktester geprüft werden?

Die installierten Kommunikations- und Signalstrecken können in unterschiedlichen Topologien und auf Basis unterschiedlicher Kabel installiert werden. Die wahrscheinlich am meisten verwendeten Netzwerkleitungen sind 8-adrig, ursprünglich großteils ungeschirmt und heutzutage geschirmt. In der Regel wird ein RJ45-Stecker oder eine RJ45-Buchse zum Anschluss der Netzwerkleitung genutzt. An dieser Übergabestelle kommt ein Netzwerktester zum Einsatz und überprüft die gewünschte Netzwerkleitung. Dort sollte die Möglichkeit der Überprüfung aber nicht aufhören. Telekommunikationskabel der Telefonanlagen können auch 4-adrig ausgeführt sein und verwenden hierbei einen RJ11/RJ12-Stecker.

Ein guter Netzwerktester sollte ebenfalls die Option der Überprüfung anbieten. Manche Geräte können zusätzlich auch Koax-Kabel auf Durchgang testen.

Die meisten Netzwerktester (z.B. KE7200 von Kurth Electronic) nutzen eine integrierte Kabeldatenbank, in der diverse Kabelvarianten gespeichert sind und der Nutzer individuelle Verdrahtungen konfigurieren kann. Das zu überprüfende Kabel wird durch die Verwendung der Kabeldatenbank dann direkt auf seine spezifische Verdrahtung geprüft.

1.2 Wie funktioniert ein Netzwerktester?

Netzwerktester arbeiten in der Regel mit zwei Geräten, also mit einem Sender und einem Empfänger. Nach einstellen des Kabeltyps schickt der Sender ein Signal zum Empfänger, worauf letzterer antwortet. Der Sender schickt hierbei spezifische Signalfolgen über die jeweiligen Adern. Der Empfänger kontrolliert und gibt dem Sender an, ob die Signalfolgen korrekt angekommen sind. Sollten die Signalfolgen zwischen Sender und Empfänger nicht mit der erwarteten Signalfolge übereinstimmen, interpretiert der Netzwerktester über die nicht bzw. falsch empfangenen Signale, welche Fehler in der Verkabelung vorliegen.

Sender und Empfänger gibt es bei Netzwerktestern in verschiedenen Ausführungen und Bauformen. Es gibt Netzwerktester, die mit zwei gleichwertigen Hauptgeräten arbeiten. Bei dieser Variante entscheidet das Gerätepaar nach Anschluss, wer Sender bzw. Empfänger ist und prüft anschließend das Kabel. Die Prüfergebnisse können so auf beiden Geräten dargestellt werden. Für eine neue Messung müssen aber beide Geräte umgesteckt werden. Ein solches Gerätepaar ist der KE7000 von Kurth Electronic.

Eine weitere Variante ist die Kombination aus Messgerät und den sogenannten Remote-Einheiten. In diesem Fall bildet wird das Signal des Messgerätes über eine passive Schaltung der Remote an den Sender zurückgesendet, wo es dann analysiert wird. Das Ergebnis wird nur auf dem Messgerät dargestellt. Die Nutzung von Remote-Einheiten bietet aber den entscheidenden Vorteil, dass eine Vielzahl derer zum Beispiel an einem Verzweiger eingesteckt werden kann. Mit dem Messgerät werden dann nur noch die einzelnen Ports abgelaufen. Die Messreihe kann so schneller ausgeführt werden. Zudem benötigen passive Remotes keine zusätzliche Stromversorgung.

Bei solchen Netzwerktestern, wie beispielsweise dem KE7100 und KE7200 von Kurth Electronic, können mehrere Remote-Einheiten in verschiedenen Netzwerkdosen verteilt und geprüft werden, was Zeit und Laufwege spart und somit wird die Messzeit drastisch verkürzt. Es können beim KE7100 und KE7200 bis zu 32 Remote-Einheiten angeschlossen und verwaltet werden.

1.3 Wie werden die Ergebnisse hierbei präsentiert?

Wiremap mit Vertauschung der Adern 1 und 2
Abb. 3: Wiremap mit Vertauschung der Adern 1 und 2

Die Anzeige der Messergebnisse ist je nach Netzwerktester und Netzwerktesterklasse unterschiedlich. Bei ganz einfachen Netzwerktestern bzw. Verkabelungstestern wird das Ergebnis oft mit blinkenden und aufleuchtenden LEDs angezeigt. Jeder Ader wird hierbei also eine LED zugewiesen, die den möglichen Fehler dann durch visuelle Adaptionen anzeigt. Die Ablesbarkeit von LED-Anzeigen ist oftmals schwierig.

Die Verwendung eines Displays mit Wiremap macht die Interpretation des Fehlers für den Nutzer deutlich einfacher. Wurden beispielsweise zwei Adern vertauscht, kann dies schnell erkannt und somit behoben werden (Vgl. Abb. 3).

Zusätzlich können innerhalb eines Displays auch weitere Informationen angezeigt werden, wie zum Beispiel der Kabeltyp oder die Kabellänge. Bei Netzwerktestern mit TDR-Funktion kann bei Kurzschluss und Unterbrechung sogar die Entfernung zum Fehler angezeigt werden. Dazu sendet der Netzwerktester einen elektrischen Puls auf das Kabel, welcher von Knicken, Brüchen und weiteren Schäden in der Leitung reflektiert wird. Das reflektierte Signal wird vom Netzwerktester analysiert, was Rückschlüsse auf die Art und den Ort des Fehlers zulässt. Das bietet einen wichtigen Vorteil bei der anschließenden Reparatur.

Die Messergebnisse lassen sich bei manchen Netzwerktestern dann auch speichern und in einem Protokoll ausdrucken.

2 Welche Kabelfehler können erkannt werden?

Nachdem näher betrachtet wurde, wie Netzwerktester grundlegend funktionieren, wird das Augenmerk jetzt auf den Einsatzbereich gelegt. Im folgenden Kapitel werden die anzeigbaren Kabelfehler aufgeführt und ggf. beschrieben.

2.1 Welche Verkabelungsfehler werden angezeigt?

Bei der Anwendung eines Netzwerktesters werden die Adern und Adernpaare der Kabelstrecken auf Durchgang, Unterbrechung, Kurzschluss, Vertauschung, Überziehung (Split Pair) und auch Bridge Tap geprüft und anschließend im Display angezeigt. Bei der Wahl des Netzwerktesters ist der Umfang der darstellbaren Verkabelungsfehler entscheidend: Je mehr mögliche Fehler angezeigt werden können, desto weniger Fehler werden im Zweifel übersehen. Split Pair-Fehler und auch Bridge Tap-Fehler werden bei einfachen Geräten oft nicht angezeigt.

2.2 Was ist ein Bridge Tab und was bedeutet Split Pair?

Ein Bridge Tab wird gerne auch als Abzweigung, Brückenabzweig oder Stichleitung bezeichnet – hierbei wird eine Leitung verzweigt, ohne dass Signale über eine Schaltung in eine bestimmte Richtung gelenkt werden. Diese wurden in Hausinstallationen lange verwendet, um Telefonleitungen zu verteilen. Dadurch konnte ein Telefonanschluss in mehrere Zimmer verteilt werden. Diese Bridge Tabs können bei heutigen DSL-Anschlüssen zu Störungen oder sogar zu einem Totalausfall beim Internetdienst führen, da Signale von Bridge Taps reflektiert werden und somit Störsignale erzeugt werden.

Bei einem Split Pair wird die Kombination eines Adernpaares vertauscht und somit die Verdrillung außer Kraft gesetzt. Einfache Verkabelungstester können diesen Fehler nicht darstellen und zeigen die Leitung als fehlerfrei an. Ohne die nutzbare Verdrillung, welche das sogenanntes Übersprechen (elektromagnetische Beeinflussung paralleler Leitungen) reduziert, kann es aber zu gegenseitigen Störungen der Signale kommen. Bei einem Split Pair können beispielsweise auf beiden Seiten die Adern 2 und 3 vertauscht sein. Somit würden die nicht miteinander verdrillten Adern 1-3 als auch die Adern 2-4 jeweils ein Paar bilden und sich durch das erhöhte Übersprechen gegenseitig negativ beeinflussen.

Abzweigerkennung mit dem KE7200
Abb. 4: Abzweigerkennung mit dem KE7200

2.3 Wie kann der Fehler lokalisiert werden?

Fehler, wie Bridge Tab, können mit einer TDR-Längenmessung lokalisiert werden. Angezeigt wird dann die Entfernung zum Abzweig. Diese beträgt in der Beispielmessung mit dem „KE7200“ 128,4m. Genauere Informationen zu der Fehlerlokalisierung mittels TDR können in unserem Blogpost „Was ist eine TDR-Messung?“ gefunden werden.

3 Welche Messungen sind zusätzlich nützlich?

Unabhängig von Kabelfehlermessungen können moderne Netzwerktester auch noch weitere Prüfungen durchführen. Dazu gehören unter anderem die Power over Ethernet (PoE)-Messung, die Portfinder-Funktion in aktiven Netzwerken oder aber auch ein Ping-Stress-Test, sowie die Erstellung eines Übergabeprotokolls.

3.1 Wie kann PoE++ gemessen werden?

Wenn die Belastbarkeit des Ports überprüft werden soll, muss ein PoE-Test durchgeführt und die verfügbare Leistung des Ports ermittelt werden. Dies zeigt zum einen an, ob eventuell die Leistung bei einem modernen Switch softwareseitig reduziert wurde oder aber ob die Gesamtleistung des Switchs ausreicht, um mehrere PoE-Geräte auf einmal mit ausreichend Leistung versorgen zu können. Bei PoE++ ist eine Leistung bis zu 90 Watt möglich.

PoE-Standard Ausgangsspannung Maximale Ausgangsleistung
PoE (802.3af-2003) 36 – 57 V DC 14,5 W
PoE+ (802.3at-2009) 42,5 – 57 V DC 30 W
PoE++ (4-paar PoE, 802.3bt-2018) 42,5 – 57 V DC 90 W

Tabelle 1: Maximale Leistung der PoE-Standards

Die Netzwerktester von Kurth Electronic bieten gegenüber den meisten anderen Geräten den entscheidenden Vorteil, dass sie beim Switch nicht nur die theoretisch verfügbare Leistung abfragen, sondern die tatsächlich ankommende Leistung messen. Das stellt sicher, dass das Ergebnis nicht durch mehrere angeschlossene PoE-Geräte oder durch die Leistungsdämpfung langer Leitungen verfälscht wird.

PoE-Test mit dem KE7200
Abb. 5: PoE-Test mit dem KE7200

3.2 Ist eine aktive Einbuchung ins Netzwerk möglich?

Manchmal müssen aktive Netzwerke untersucht werden, die nicht zur Fehlersuche abgeschaltet werden können, da sie z.B. kritische Infrastruktur bedienen. Auch kann es hilfreich sein, eine Übersicht über aktive Netzwerkteilnehmer zu erhalten und die Übertragungsraten im Netzwerk zu überprüfen. Hier ist hilft ein Netzwerktester, der auch ein aktives Netzwerk untersuchen kann.

Mit dem KE7200 ist es möglich, sich auch in ein aktives Netzwerk einzuklinken. Hierbei kann im Menü gewählt werden, ob die Einwahl über DHCP oder statische IP-Adresse erfolgen soll. Die aktive Einwahl in das Netzwerk ermöglicht weitere Testmöglichkeiten des Netzwerktesters. Aktive Netzwerktests, wie die Erkennung von Link-Geschwindigkeit in 10/100/1000 Mbit-Netzen, die Auflistung der vorhandenen Netzwerkteilnehmer inkl. Name, IP- und MAC-Adresse des Teilnehmers sowie der konfigurierbare Ping-Stresstest mit detaillierter Statistik informieren über das Netzwerk und eventuell fehlerhafte Komponenten.

Ping-Stresstest mit dem KE7200
Abb. 6: Ping-Stresstest mit dem KE7200

Zusammenfassung

Netzwerktester haben sich immer weiter entwickelt. Die Überprüfung der Verkabelung gehört mittlerweile zum Standard. Moderne Netzwerktester bieten zusätzlich die Möglichkeit der Messung von beispielsweise Split Pair und Bridge Taps. Es kann sich aktiv in das Netzwerk eingeklingt werden und ein Lasttest an der PoE-Dose durchgeführt werden. Abgerundet wird die Messung durch die Speicherung und anschließende Protokollierung der Messergebnisse zur Übergabe beim Kunden.

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