KVM-Extender über CATx und Fiber - allgemeine FAQs

Fragen und Antworten zu KVM-Extendern, deren Probleme und Techniken

KVM CAT5-Extender

Wie funktioniert ein CAT5-Extender?

So eine Extender-Strecke besteht normalerweise aus einem Sender (Rechnerseite), einem Empfänger (auf der Bedienerseite) und einer CAT5-Kabelverbindung. Bei diesem CAT5-Kabel werden alle 4 Adernpaare ausgenutzt. Die - gegenüber konventionellen KVM-Kabeln - vergrößerte Übertragungsdistanz wird u.a. dadurch erreicht, dass das Signal symmetrisch übertragen wird, während konventionelle Kabel unsymmetrisch arbeiten.

Hinweis:

CAT5-Extender haben mit Ethernet nur den RJ45 Stecker und das Kabel gemein. Sie verwenden kein Ethernet.
Darum kann man die Kabel zwar über Steckfelder verbinden - jedoch nicht über Hubs, Switches und Router.
Außerdem verwenden alle CAT5-Extender proprietäre Übertragungsmethoden. Man kann also nicht Sender und Empfänger verschiedener Hersteller kombinieren!

Analoge CAT5-Extender

Die Video-Signale werden nicht - wie oft angenommen - digitalisiert, sondern als analoges RGB-Signal übertragen; je ein CAT5-Adernpaar für die Farben Rot, Grün und Blau.

Die Übertragung von Keyboard- und Maus-Signalen sowie SYNC erfolgt auf dem 4. Adernpaar. Hinzu kommen bei bestimmten Geräten noch Audio-Daten und V.24-Schnittstellen, die auf diesem Paar mitübertragen werden. Die analogen Video-Signale erfordern Bandbreiten, die bis an die Grenze heutiger CAT5-Strecken gehen. Der Frequenzgang variiert dabei mit der Länge und den Eigenschaften des Kabels und kann zu Unschärfen des Monitorbildes führen. Darum muss (bei Kabellängen ab ca. 50 Metern) eine individuelle Kompensation (Anpassung) des Frequenzganges der Kabelverbindung vorgenommen werden. Diese Anpassung basiert auf dem optischen Eindruck des Monitorbildes und wird bei ernsthaften Herstellern über das Keyboard der Bedienkonsole - mehr oder weniger feinstufig - gesteuert und im EEPROM (nicht flüchtig) abgelegt.

Bei manchen CAT5-Kabeln (besonders bei Patch-Kabeln) gibt es jedoch noch ein anderes Problem, das oberhalb 30-80 Metern Länge auftreten kann. Bei diesen Kabeln sind aus technischen Gründen die Windungslängen (Schlaglängen) der einzelnen Adernpaare unterschiedlich gehalten. Daraus resultieren unterschiedliche Längen - und damit Laufzeiten - der einzelnen Adernpaare und also der Farbsignale (Delay Skew). Es äußert sich in "Farbrändern", die besonders bei Text störend sind. Diese Laufzeit-Unterschiede sind spezifisch für den jeweiligen Kabelhersteller und treten bei PiMF Kabeln weniger auf als bei ungeschirmten Adernpaaren. Man kann das Problem teilweise dadurch mildern, dass man für die RGB-Signale drei möglichst gleiche Adernpaare verwendet.

Kann man CAT5-Extenderstrecken eines Herstellers mit KVM-Switchen anderer Hersteller mischen?

Im Prinzip ja. Ein Extender sollte sich an den KVM-Anschlüssen von Sender und Empfänger möglichst kompatibel zu Maus/Tastatur einerseits und den entsprechenden Ports am Rechner andererseits verhalten. Ein Problem können die Hotkeys sein. Wenn sie vom Extender für eigene Zwecke gebraucht werden, muß man sie umkonfigurieren können.

Kann man CAT5-Sender und -Empfänger unterschiedlicher Hersteller mischen?

Nein, die Übertragungsmethoden sind proprietär. Bei manchen Herstellern kann man nicht einmal unterschiedliche Modellreihen mischen.

Haben Typ und Qualität des CAT5-Kabels einen Einfluss auf die Funktionalität von CAT5-Extendern?

Ja, unbedingt. Man bedenke, dass hier Videobandbreiten von bis zu ca. 200 MHz übertragen werden müssen. CAT5- und CAT5e-Kabel sind jedoch nur für Bandbreiten bis 100 MHz spezifiziert. Das wird zwar von den Extendern mehr oder weniger aufwändig kompensiert, aber man liegt auf der sicheren Seite, wenn man Verbindungsstrecken nach CAT6-Spezifikation benutzt. Wichtig bei CATx-Extender-Strecken sind a) Laufzeitunterschiede (Delay Skew), b) Dämpfung bei hohen Frequenzen und c) Reflexionen. Auf keinen Fall sollte man längere Strecken mit Patchkabel-Material realisieren. Wir empfehlen - soweit wie möglich - über Verlegekabel zu gehen. Wenn es dann schon Patchkabel sein muss, sollte man CAT6-Kabel verwenden. Ebenso sollte man unterschiedliche Systeme nicht mischen (z.B. CAT5 mit CAT6).

Mess-Tipp

Haben Sie einen Netzwerk-Tester, dann prüfen Sie die Strecke auf Attenuation und Delay Skew. Letzterer sollte unter 35 ns sein. NEXT und ACR sind relativ unkritisch.

Welche Mittel gibt es gegen Delay Skew?

Möglichkeit 1:
Mittels Netzwerk-Tester (oder durch Probieren) misst man das Kabel (in Originallänge!) aus und ändert ggf. die Belegung so, dass drei Paare mit möglichst gleicher Laufzeit den Farbsignalen (RGB) zugeordnet werden.

Möglichkeit 2:
Mittels Netzwerk-Tester misst man das (bereits verlegte) Kabel aus und berechnet die Differenzen der Kabellängen (das sind oft nur wenige Zentimeter). Die zur Kompensation nötigen Längen packt man in ein geschirmtes Kästchen. Ziemlich aufwändig.

Möglichkeit 3:
Man setzt einen sog. externen Skew Compensator ein. Das ist im Prinzip auch nicht mehr als ein Kästchen mit getrennt einstellbarer Kabellänge für alle drei Farbsignale. Bei den AdderLink X Extendern misst der Extender selbst die ungefähren Kompensationslängen und gibt die Einstellung für den Kompensator (AdderLink X Skew) schon vor. Ansonsten müsste man ziemlich lange herumprobieren.

Möglichkeit 4:
Man verwendet einen Extender mit eingebauter Skew Compensation, wie die Geräte der LEBX-Serie. Das ist die komfortabelste Lösung.

Ungeschirmt?

Tests haben ergeben, dass völlig ungeschirmtes Kabel (UTP) tatsächlich die besten Bildschirmergebnisse liefert. Getestet wurde mit Belden DataTwist 350 UTP #1700A Solid (CAT5e-Verlegekabel 305 Meter). Jedoch empfehlen die Hersteller neuerdings mehr und mehr den Einsatz von geschirmtem Kabel. Der Grund liegt in derEMV.

Kann man CAT5 KVM-Verbindungen auch Gebäude übergreifend herstellen?

Theoretisch ja. In der Praxis raten wir davon genauso dringend ab wie von normalen CAT5 Ethernet-Verbindungen zwischen Gebäuden. Die EMV-Risiken (z.B. durch Blitzschlag) sind zu hoch. Hier empfehlen wir unbedingt eine LWL-Lösung.

EMV

CAT-Extender sind relativ unempfindlich gegen hochfrequente Einstrahlung. Treten mehr oder weniger große Bildstörungen auf, so liegt das seltener an der Einstreuung von Störungen in das Kabel, sondern eher an der Elektroinstallation.

In großen Büro-Gebäuden können erhebliche Unterschiede im Erdpotenzial zwischen den Räumen (und also der darin enthaltenen EDV) entstehen. Diese Unterschiede können Störungen (z.B. Wellenbewegungen im Bild) hervorrufen und sogar zur Zerstörung der Extender führen.

Die uns bekannten CAT5-Extender verwenden keine galvanische Trennung. Dies hat technische - und Kosten-Gründe und unterscheidet sie erheblich von den üblichen Ethernet-Komponenten, die mit transformatorischer Isolation arbeiten. So kann es passieren, dass eine Kabelstrecke im Netzwerk problemlos funktioniert, aber mit KVM-Extendern nicht.

Verlege-Tipps

  • Verwenden Sie bei größeren Längen möglichst Verlegekabel. Patchkabel-Strecken sollten unter 20-30 Metern bleiben
  • Verwenden Sie bei Längen über ca. 40 Meter möglichst CAT6-Kabel
  • Mischen Sie nicht CAT5- und CAT6-Kabel
  • Wenn Sie geschirmtes Kabel verwenden, sollte der Schirm ein Kupfergeflecht haben. Ein simpler Folienschirm mit Beidraht bringt nur Nachteile.
  • Verlegen Sie das CATx-Kabel möglichst nicht über längere Strecken parallel zu Starkstrom-Trassen. Wenn das unumgäglich ist, halten Sie möglichst viel Abstand. Kurze Überkreuzungen von Starkstrom-Leitungen sind unkritisch.
  • Um mögliche Störung oder Zerstörung des Extenders durch Potential-Unterschiede zu erkennen, machen Sie folgende Messung: Schließen Sie das CATx-Kabel einseitig an Transmitter oder Receiver and. Messen Sie mit einem Multimeter die Wechselspannung zwischen dem ankommenden Kabel (am Schirm oder irgendeinem Pin) und dem anzuschließenden Gerät (z.B. am Gehäuse oder einer Gehäuseschraube). Idealerweise liegt diese Spannung unter 0,5 Volt. Liegt die Spannung höher als 5 Volt, haben Sie vielleicht ein Problem (Bildstörung). Liegt sie über 10-20 Volt, haben Sie ganz sicher ein Problem (Gefahr der Zerstörung).
  • Im letzten Falle sollten Sie Ihren Hauselektriker zu Rate ziehen. Als Abhilfe im Notfall können Sie ein 1-adriges Kupferkabel (mindestens 2,5 qmm) parallel zu dem CATx-Kabel legen und es virgendwie mit den Gehäusen von Transmitter und Receiver verbinden.

Tipps:
Netzwerk-Fachbegriffe und Intenet-Lexikon www.at-mix.de