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Technik-Frage bezüglich Schirmung von LAN-Kabeln

Verfasst: 15.11.2021, 20:14
von SolidCore
Hallo zusammen

Was meint ihr ?

In vielen Fällen ist der Schirm eines LAN Kabels "schwimmend", oder "hängt in der Luft", d.h beidseitig ohne weiteren Bezug.

Beispiel:
Fritz Repeater 3000 an Fritzbox mit LAN angebunden, um WLAN-Aufgaben vom Router zu befreien.
Sowohl der Router, als auch der Repeater, haben Kunststoff-LAN-Buchsen. Kontaktieren den Schirm also nicht über den Stecker.

Beispiel 2:
LAN Kabel Fritzbox zum Streamer mit eigebundenem LAN-Isolator.
Fritzbox wie gehabt Kunststoff-LAN-Buchse, Der LAN Isolator trennt den Schirm auf/ab, sprich er landet elektrisch nicht beim Streamer.

Was wäre nun eine sinnvolle Anbindung des Schirms, bzw kann dies auch kontraproduktiv sein, da die Hersteller sich dessen bewusst sind,
nicht anzubinden?
Ihn mittels zusätzlichem Kabels am Schirm über einen 15 Nanno-Farad gegen PE zu legen ? Oder hart auf PE ?
Oder mittels einer RC Kombi wie 47 nF/1 kOhm ?

Das aktuelle FiS-Lan Kabel bietet z.B die Möglichkeit, an beiden Steckern mittels Micro-Schalters den Schirm anzubinden,
als auch aufzutrennen. Einige Berichten hörten auch dann Unterschiede, wenn der jeweilige Schalter an einer PVC Buchse
keinen Kontakt herstellt. Da gehe ich von kapazitiver Kopplung im Stecker aus.

Gruß
Stephan

Verfasst: 15.11.2021, 20:28
von Horse Tea
SolidCore hat geschrieben:
15.11.2021, 20:14
Das aktuelle FiS-Lan Kabel bietet z.B die Möglichkeit, an beiden Steckern mittels Micro-Schalters den Schirm anzubinden,
als auch aufzutrennen. Einige Berichten hörten auch dann Unterschiede, wenn der jeweilige Schalter an einer PVC Buchse
keinen Kontakt herstellt.
Hallo Stephan,

ich habe das fis LAN Kabel zwischen NAS und G-MMC und zwischen EtherRegen und Linn erprobt. Dafür danke ich Bernd ausdrücklich. Ich habe bei mir an beiden Positionen in der Digitalstrecke weder einen Einfluss der Schirmung (auf beiden Seiten), noch einen Unterschied zu einem vorhandenen, halb so teuren LAN-Kabel gehört.

Viele Grüße

LAN Kabel

Verfasst: 15.11.2021, 21:08
von SolidCore
Hallo Horse Tea

Vielen Dank.
Ok, ein halb so teures muss ja nicht zwingend schlechter oder anders sein.
Ich denke auch, es werden nicht bei jedem zuhause die gleichen Ergebnisse stattfinden.
Somit ist jede Antwort interessant, ob sich ein Muster erkennen lässt.

Gruß
Stephan

Verfasst: 15.11.2021, 23:03
von Hans-Martin
SolidCore hat geschrieben:
15.11.2021, 21:08
Ich denke auch, es werden nicht bei jedem zuhause die gleichen Ergebnisse stattfinden.
Somit ist jede Antwort interessant, ob sich ein Muster erkennen lässt.
Hallo Stephan,
da jede Netzwerkkomponente per Übertrager von der eigentlichen Signalleitung galvanisch getrennt ist, hebt erst der beidseitige Schirmkontakt die galvanische Trennung der Signalmassen der Geräte auf.
Ich sehe bereits bei der Stromversorgung der signalverarbeitenden Komponenten Deklarationsbedarf, ob sie netzunabhängig von Batterie, von einem (ggf. nicht-) schutzgeerdeten Netzteil, dessen 2 Netzankopplungen (Ausphasen), von einem Schaltnetzteil mit Ableitung der per Netzfilter herausgefilterten Störkomponenten zu Schuko oder Signalmasse oder gar nicht versorgt wird, also 8
Varianten mit unterschiedlicher Störbelastung.
Die wollen sich über den Schirm zum Erdungspunkt oder zum Gerät mit niedrigster Impedanz zur Erde ausgleichen.
Geschirmte Kabel in Signalmasse-verbundenen oder davon isolierten Buchsen oder nichtgeschirmte Kabel sind 3 Varianten, die allein 2 getrennt stromversorgte Komponenten aus obiger Aufzählung verbinden, schon errechne ich überschlägig 48 Kombinationsmöglichkeiten, angesichts derer es nicht nur einer rege Beteiligung mindestens ebensovieler Forenten bedarf, um alle Möglichkeiten mindestens einmal beschrieben zu bekommen, obendrauf kommen Multiplikatoren, sobald in der Kette eine dritte Netzwerkkomponente konnektiert ist, eine oder mehrere Geräte den Schirm konnektieren oder das Kabel extern per angezapftem Schirm außen geerdet wird, in der Kabelmitte oder an einem der beiden denkbaren Enden (Quelle oder Empfänger).
Schon übersteigt die Zahl der möglichen Konstellationen die Zahl derer, die in diesem bald ablaufenden Jahr sich zu ähnlichen Vergleichen geäußert haben. Und ich vergaß diejenigen, die Laufrichtungsunterschiede bei ein-und-demselben Kabel gehört haben

Ohne konkrete Nennung der Rahmenbedingungen im obigen Sinne scheint mir jegliche Aussage wenig übertragbar.
Nur eine straff strukturierte Vergleicherei könnte uns voranbringen, angefangen bei kleinen Gruppen, die dasselbe Equipment in den Mittelpunkt stellen, um eine gewisse, statistisch ernstzunehmende Aussage herauszukristallisieren.

Stephan, auch wenn ich deine Umfrage grundsätzlich sehr gut finde, befürchte ich, dass bei den Antworten die Detailbeschreibungen fehlen werden, die eine Nachvollziehbarkeit oder Übertragbarkeit auf die heimische Anlage des passiven Lesers oder aktiven Mitforenten hinfällig werden lassen.
Also zögert nicht, Erfahrungen zu berichten, aber verschweigt die Bedingungen nicht (speziell den Bezug zur Erdung)!
Grüße
Hans-Martin

Verfasst: 16.11.2021, 00:14
von SolidCore
Hallo Hans-Martin

Vielen Dank. Nach 2-maligem Lesen deiner Nachricht habe ich es auch endlich verstanden :)

So betreibe ich nun etwas Downsizing.
Mir geht es in erster Linie um die Schirmung an sich.
Bleiben wir bei meinem Beispiel, beidseitig wird der Schirm am Gerät, meinetwegen auch wegen
einem Isolator, nicht (elektrisch) kontaktiert. Oder auch wahlweise mit aufgetrennten Schalter beim Fis Lan-Kabel.

Nun fängt der Schirm HF/Störpotential in irgendeiner Form, sprich induktive, kapazitive oder Strahlungskopplung auf.
Diese kann ich meines Wissens nur ableiten, indem ich sie gegen PE/Erde lege.
Bei Kleinsignalkabeln nur einseitig, um Kopplung des Signals mit einem auf dem Schirm verlaufendem Potential zu vermeiden,
bei Stromkabeln mittels einseitiger Erdung, und eines Kondensators am anderem Ende, bzw beidseitigem Auflegen
mit der Gefahr einer Brummschleife.

Ein Schirm ist ja kein "Störfresser". Was passiert mit einem Störpotential,
welches ich nicht ableite ? Wirkt dieses eventuell über Kopplung auf mein LAN-Signal ?
Habe ich dennoch Vorteile mit einem "schwebendem" Schirm ?

Gruß
Stephan

Verfasst: 24.11.2021, 18:37
von Hans-Martin
SolidCore hat geschrieben:
16.11.2021, 00:14
Mir geht es in erster Linie um die Schirmung an sich.
Bleiben wir bei meinem Beispiel, beidseitig wird der Schirm am Gerät, meinetwegen auch wegen
einem Isolator, nicht (elektrisch) kontaktiert. Oder auch wahlweise mit aufgetrennten Schalter beim Fis Lan-Kabel.
Hallo Stephan,
auch JSSG ausprobieren wäre naheliegend...
In EMV-Büchern wird empfohlen, eine verdrillte Leitung unter einem Schirm zu führen, der beidseitig an schutzgeerdeten Gehäusen aufgelegt ist.
Übertrager auf beiden Enden sorgen für galvanische Trennung mit hoher Gleichtaktunterdrückung aber auch mit kleiner Kopplungskapazität von Signalmasse zu beiden Leitern. Diese sei viel kleiner als die Kapazität der Leiter zum Schirm. Aber da wartete eine Überraschung auf mich, s.u...
Nun fängt der Schirm HF/Störpotential in irgendeiner Form, sprich induktive, kapazitive oder Strahlungskopplung auf.
Diese kann ich meines Wissens nur ableiten, indem ich sie gegen PE/Erde lege.
Bei Kleinsignalkabeln nur einseitig, um Kopplung des Signals mit einem auf dem Schirm verlaufendem Potential zu vermeiden,
bei Stromkabeln mittels einseitiger Erdung, und eines Kondensators am anderem Ende, bzw beidseitigem Auflegen
mit der Gefahr einer Brummschleife.
Es gibt genügend Berichte, nach denen die Aufhebung der Verbindung zu Schirm (kurz vor dem Stecker aufgetrennt) als Klangvorteil dargestellt wurde.
Ein Schirm ist ja kein "Störfresser". Was passiert mit einem Störpotential,
welches ich nicht ableite ? Wirkt dieses eventuell über Kopplung auf mein LAN-Signal ?
Durch die Verdrillung sind beide Leiter prinzipiell gleichwertig, ihre jeweilige Kapazität zum Schirm ist wegen der Symmetrie theoretisch gleich.
Habe ich dennoch Vorteile mit einem "schwebendem" Schirm ?
Jetzt komme ich schon wieder mit dem Netzteil, welches schutzgeerdet sein könnte (wie meine alte Netzwerkfestplatte) oder ein schukofreies Schaltnetzteil mit hohem Störpotenzial -Eintrag auf Signalmasse (bringt sogar Phasenprüfer zu Leuchten) oder entfernt-ähnliches Stecker-SNT ohne messbares Potenzial (wie die AVM-Netzteile zur Fritzbox).
Ich hatte eine Brummschleife vom NAS zum geerdeten Verstärker durch geschirmte LAN-Kabel und STEREO berichtete von klanglichen Vorteilen von UTP gegenüber STP, so kam ich schließlich auf die Idee, nicht nur den Schirm zu unterbrechen, sondern ihn gänzlich nebst PVC Ummantelung zu entfernen.

Eine Störung sucht sich den Weg zur Erde, der die niedrigste Impedanz hat.
Kommt die Störung per Netzteil aus dem Lichtnetz auf die Signalmasse, könnte eine schutzgeerdete Schirmung den Weg ebnen... an der kleinen Kopplungskapazität im Übertrager fällt dann mehr Spannung ab als an der größeren Leiter-Schirm Kapazität im Kabel. Schon kommt hier wieder die unwägbare Dielektrische Absorption des Isoliermaterials ins Spiel. Die verhält sich nicht synchron auf beiden Leitern, kompensiert sich also nicht vollständig.

Ich habe einen TP-Link Gigaswitch, LAN-Buchsen mit Metallkragen an Signalmasse, leuchtet alles am Phasenprüfer... der Schirm wird selbst zum Störkoppler auf andere Leitungen.
Wie ich es auch drehe und wende, dem Netzteil kommt eine große Rolle zu, damit das versorgte Gerät eine ungestörte Signalmasse für einwandfreien Betrieb vorfindet.
Auch fällt auf, dass viele Netzwerkkomponenten in nichtgeschirmten Kunststoffgehäusen arbeiten. Untergebracht in einem schutzgeerdeten Metallgehäuse fand ich eine hörbare Steigerung.
In dem TP-Link Switch sind die Übertrager, somit auch die Leiterpaare über 1nF (und 75Ohm) auf den Schirm zentriert, dieser wiederum mit 1nF auf Versorgungs-Minus, beim TP-Router 2nF (aber anders als beim Switch keine Metallkragen), Fritzbox ähnlich gemessen, nur mit 22uF zur Versorgung "verbunden". 1nF dimensioniert sind auch oft die Y-Kondensatoren, mit denen in SNTs die Störungen abgeleitet werden. Das hat mich doch seehr überrascht!
Zusammengefasst: Es gibt Geräte, bei deren Ausgang ein HF-Bezug zur Signalmasse besteht. Wenn diese störüberlagert ist, soll sich das an der Gleichtaktunterdrückung des Eingangsübertragers herausfiltern. Sobald der Übertrager eine kleine Unsymmetrie hat, ist das gestört. Da hilft der zusätzliche Trennübertrager, der einen Schutzerdeanschluss hat und das Signal zu seinem Ausgang hin symmetriert.
Wenn man unter solchen Bedingungen den separierten Schirm des LAN-Kabels auf Schutzerde legt, kommt das Problem von innen, Störungen auf Leitungen, volles Potenzial gegenüber Schutzerde. Schon kommt hier wieder die unwägbare Dielektrische Absorption des Isoliermaterials ins Spiel. Die verhält sich nicht synchron auf beiden Leitern, kompensiert sich also nicht vollständig.

Ich hatte zur Gewinnung von Übertragern einige Netzwerkkarten aus Desktop-PCs ausgeschlachtet, da kann ich mich nicht an einen einzigen Signalmassebezug des Ausgangs erinnern, immer war die Trennung konsequent, die Mittelanzapfung nicht belegt.
Somit haben wir schon wieder ein weiteres Kriterium mehr, welches bei Kabelbeobachtungen mit beachtet und kommuniziert werden dürfte.

Angenommen, man hätte eine saubere Stromversorgung und eine ungestörte Signalmasse, könnte man die Idee aus Haralds (nihil.sine.causa) Kabelthread von dem Neutrik HF-Stecker übertragen, den KabelSchirm zum Gerät (Signalmasse) über Drossel oder Ferrit HF-mäßig entkoppeln, mit Kondensator zugleich zum geerdeten Gehäuse oder Schutzerde verbinden.

Wenn wir Megabit Daten verarbeiten, fasse ich eine Komponente wie HF-Baustein auf. Da hat man ein Netzteil und Gehäuse, beide geerdet, die Leiterplatte wird auf allen stromversorgenden Leitungen (einschließlich 0V) mit Drosseln HF-mäßig entkoppelt, jeweils mit Kondensator nach Masse DC-mäßig kompensiert. Die Schaltung ist HF-mäßig vom Gehäuse entkoppelt, sonst würde das Gehäuse HF abstrahlen und im Gegenzug auch HF einfangen.

Ich meine, dass nach diesen Beobachtungen und Betrachtungen der Konsequenzen es noch deutlicher wird, wie groß die Vielfalt der Einflüsse auf das LAN-Kabel ist, entsprechend eine Einstufung der Unterschiede von Schirmeigenschaften/Behandlung ohne Konkretisierung der Vorgaben durch Geräteeigenschaften kaum für andere übertragbar erscheint
Grüße
Hans-Martin

LAN Schirmung

Verfasst: 24.11.2021, 22:22
von SolidCore
Hallo Hans-Martin

Vielen Dank.
Ich versuche deinen Beitrag nochmal in kurz zu deuten, ob ich das richtig verstanden habe.

Es gibt demnach keine "ideale" oder global einsetzbare Methode, die man generell am besten verwenden/anwenden könnte.

Ist das so richtig ?

Gruß
Stephan

Verfasst: 24.11.2021, 23:55
von Hans-Martin
Hallo Stephan,
wenn man die Vielfalt der Rahmenbedingungen sieht, die ich ohne Anspruch an Vollständigkeit schon aufgelistet habe, könnte einem der Gedanke kommen, dass jede Netzwerkkomponente so stromversorgt werden sollte, dass ihre Signalmasse störunbelastet bleibt.
Erst dann macht m.E. die Diskussion der Abschirmungsvarianten des Kabels einen Sinn.

Wenn du als Kabeldesigner ein optimales "Kabel für alle Fälle" entwickeln möchtest, müssten alle Fälle (jeweils 2 der zu verbindenden Geräte) vergleichbare Bedingungen mitbringen.
Sie sind aber schon mit einer unerwarteten Uneinheitlichkeit ausgestattet, die erst noch erkannt werden will.
Wie einfach schien dagegen die Audio-Verbindung zweier Geräte mit schutzisolierten Trafos!
Bei H-Kabel gab es da dennoch Überraschungen...
Grüße
Hans-Martin