Kann man ein altes Fernmeldekabel wirklich als Netzwerkkabel verwenden? Ein Experiment

In einer Welt, die ständig nach Effizienz und Nachhaltigkeit strebt, taucht immer wieder die Frage auf, ob man alte Infrastruktur sinnvoll wiederverwenden kann. Eine besonders faszinierende Idee ist die Nutzung von vorhandenen, vielleicht noch in den Wänden liegenden alten Fernmeldekabeln als moderne Netzwerkkabel für unser Heim- oder Büronetzwerk. Die Vorstellung ist verlockend: Keine neuen Kabel ziehen, einfach anschließen und fertig. Aber ist das wirklich so einfach? Halten diese betagten Kupferadern den Anforderungen moderner Datenübertragung stand? Wir haben ein Experiment gewagt, um diese Frage ein für alle Mal zu klären.

Die Verlockung des Alten: Warum die Idee so populär ist

Jeder, der schon einmal ein Haus renoviert oder ein Netzwerk installiert hat, kennt den Aufwand, der mit dem Verlegen neuer Kabel verbunden ist. Wände müssen aufgestemmt, Kabelkanäle verlegt und oft lange Strecken überbrückt werden. Da erscheint es nur logisch, sich umzusehen, ob nicht bereits geeignete Leitungen vorhanden sind. Viele ältere Gebäude sind noch mit Telefonkabeln ausgestattet, die einst für analoge Telefonie, ISDN oder vielleicht sogar die ersten DSL-Anschlüsse dienten. Diese Kabel bestehen aus Kupfer, oft paarweise verdrillt, und liegen scheinbar ungenutzt in unseren Wänden. Könnte man diese nicht einfach mit RJ45-Steckern versehen und ein funktionierendes LAN aufbauen?

Die Antwort darauf ist komplexer, als man zunächst vermuten würde. Es geht nicht nur darum, dass Strom fließt und Datenbits übertragen werden können. Es geht um physikalische Gesetze, die bei hohen Frequenzen und großen Datenmengen eine entscheidende Rolle spielen. Unser Experiment soll Licht ins Dunkel bringen und die technischen Herausforderungen sowie die praktischen Ergebnisse beleuchten.

Netzwerkkabel vs. Fernmeldekabel: Ein grundlegender Unterschied

Bevor wir uns dem Experiment widmen, ist es wichtig, die fundamentalen Unterschiede zwischen einem modernen Netzwerkkabel (Ethernet-Kabel) und einem alten Fernmeldekabel zu verstehen.

Das alte Fernmeldekabel (z.B. J-Y(St)Y)

Diese Kabeltypen wurden für die Übertragung von Sprachsignalen und niedrigfrequenten Datendiensten (wie ISDN oder ADSL) konzipiert. Ihre Eigenschaften sind:

• Adernpaare: Sie besitzen in der Regel mehrere Adernpaare (z.B. 2x2x0,6mm oder 4x2x0,8mm), die oft lose verdrillt sind. Die Verdrillung dient primär der Reduzierung von Induktionswirkungen bei niedrigen Frequenzen.
• Impedanz: Die Wellenimpedanz ist nicht streng definiert und schwankt oft zwischen 100 und 120 Ohm, ist aber nicht so präzise kontrolliert wie bei Netzwerkkabeln.
• Abschirmung: Oft verfügen sie über eine einfache statische Abschirmung (z.B. eine Folienabschirmung oder einen Drahtgeflecht), die hauptsächlich gegen niederfrequente Störungen schützt. Eine gezielte Abschirmung gegen hochfrequente elektromagnetische Interferenzen (EMI) oder für Übersprechen ist selten vorhanden.
• Frequenzbereich: Ausgelegt für Frequenzen im Kilohertz- bis niedrigen Megahertz-Bereich (z.B. bis ca. 2,2 MHz für ADSL).

Das moderne Netzwerkkabel (z.B. CAT5e, CAT6, CAT7)

Diese Kabel sind speziell für die hochfrequente Übertragung digitaler Datenpakete nach dem Ethernet-Standard entwickelt worden. Ihre Spezifikationen sind sehr viel strenger:

• Adernpaare: Immer vier Adernpaare, die sehr präzise und mit unterschiedlichen Schlaglängen (Verdrillungsraten) verdrillt sind. Diese unterschiedlichen Schlaglängen sind entscheidend, um Übersprechen (Crosstalk) zwischen den Paaren zu minimieren.
• Impedanz: Die Wellenimpedanz ist strikt auf 100 Ohm (+/- 15%) bei einer Frequenz von 100 MHz spezifiziert. Dies ist kritisch für die Reflexionsfreiheit des Signals.
• Abschirmung: Es gibt verschiedene Klassen (UTP, FTP, STP, SFTP), die von ungeschirmt bis hin zu doppelter Schirmung der Paare und des Gesamtkabels reichen, um Störungen effektiv zu unterdrücken.
• Frequenzbereich: Ausgelegt für Frequenzen von 100 MHz (CAT5e) bis zu 600 MHz (CAT7) und darüber hinaus, um Datenraten von 1 Gigabit Ethernet (GbE) bis 10 Gigabit Ethernet (10GbE) und mehr zu ermöglichen.

Man sieht: Die Anforderungen an ein Netzwerkkabel sind um ein Vielfaches höher als die an ein Fernmeldekabel. Insbesondere die exakte Impedanz und die kontrollierte Verdrillung der Adernpaare sind für eine stabile Datenübertragung bei hohen Geschwindigkeiten unerlässlich.

Die Herausforderungen: Warum es schwierig wird

Die oben genannten Unterschiede führen zu einer Reihe von Problemen, wenn man ein Fernmeldekabel für Ethernet nutzen möchte:

1. Impedanzfehlanpassung: Weicht die Impedanz des Kabels von den benötigten 100 Ohm ab, kommt es zu Signalreflexionen. Das Signal „prallt” quasi am Kabelende zurück, was die Datenintegrität stark beeinträchtigt und die effektive Bandbreite reduziert.
2. Übersprechen (Crosstalk): Durch unzureichende und ungleichmäßige Verdrillung der Adernpaare kann das Signal eines Paares auf ein benachbartes Paar überspringen. Dies führt zu Fehlern bei der Datenübertragung und erfordert eine aufwendige Fehlerkorrektur, was die effektive Geschwindigkeit massiv verringert.
3. Dämpfung (Attenuation): Alte Kabel sind nicht für hohe Frequenzen optimiert. Mit steigender Frequenz nimmt die Dämpfung des Signals zu. Das bedeutet, dass über längere Distanzen kaum noch verwertbare Signale am Empfänger ankommen.
4. Störanfälligkeit: Eine mangelnde oder unzureichende Abschirmung macht das Kabel anfällig für externe elektromagnetische Störungen (z.B. von Stromkabeln, Leuchtstoffröhren oder Motoren), was zu Paketverlusten und instabilen Verbindungen führt.
5. Anschlussmöglichkeiten: Fernmeldekabel sind in der Regel nicht für RJ45-Stecker gedacht. Die Adernquerschnitte können abweichen, und das korrekte Crimpen kann eine Herausforderung sein. Oft muss man zwei Paare verwenden, die möglicherweise nicht die optimalen Verdrillungseigenschaften aufweisen.

Das Experiment: Aufbau und Methodik

Um die Theorie in die Praxis umzusetzen, haben wir folgendes Experiment durchgeführt:

Hypothese:

Ein altes Fernmeldekabel wird für moderne Ethernet-Standards (100 Mbit/s oder 1 Gbit/s) keine stabile oder ausreichende Datenübertragung über eine typische Distanz (>10m) ermöglichen. Für sehr geringe Geschwindigkeiten (10 Mbit/s) und kurze Distanzen (<5m) könnte eine rudimentäre Verbindung möglich sein, aber ohne Zuverlässigkeit.

Materialien:

• Ein ca. 25 Meter langes Stück altes J-Y(St)Y Fernmeldekabel (4 Adernpaare, 0,6mm Durchmesser).
• Ein 25 Meter langes, zertifiziertes CAT6-Netzwerkkabel als Referenz.
• Zwei moderne Laptops mit Gigabit-Ethernet-Schnittstellen.
• RJ45-Stecker und eine passende Crimpzange.
• Ein Netzwerkkabeltester.
• Software: iPerf3 für Bandbreitenmessungen (Durchsatz), Ping-Befehle für Latenz und Paketverlust.

Vorgehensweise:

1. Kabelvorbereitung: Wir haben das Fernmeldekabel vorsichtig abisoliert und versucht, vier Adernpaare nach dem TIA-568B-Standard auf RJ45-Stecker aufzulegen und zu crimpen. Dies war bereits die erste Herausforderung, da die Adern andersfarbig und die Verdrillungen nicht so eng waren wie bei einem echten Netzwerkkabel. Wir haben versucht, die gängigen Farben der Adern (Blau/Weiß-Blau, Orange/Weiß-Orange, Grün/Weiß-Grün, Braun/Weiß-Braun) so gut es ging nachzubilden, indem wir uns für vier möglichst gut verdrillte Paare entschieden haben.
2. Durchgangstest: Zunächst wurde das selbst gecrimpte Fernmeldekabel mit einem Kabeltester auf Durchgang und korrekte Belegung überprüft. Das Referenz-CAT6-Kabel wurde ebenfalls getestet.
3. Basistest (CAT6): Die beiden Laptops wurden direkt mit dem CAT6-Kabel verbunden. Mit iPerf3 wurden TCP- und UDP-Durchsätze sowie Ping-Latenzen gemessen, um eine Baseline für optimale Leistung zu erhalten (erwartet: ca. 940 Mbit/s für TCP).
4. Fernmeldekabel-Test (direkt): Die Laptops wurden mit dem vorbereiteten Fernmeldekabel verbunden.
   • Link-Status: Überprüfung, ob überhaupt eine Link-Anzeige am Netzwerkadapter aufleuchtet.
   • Ping-Test: Messung von Latenz und Paketverlust.
   • iPerf3-Test: Messung der TCP- und UDP-Durchsätze bei verschiedenen Einstellungen (zunächst 1 Gbit/s, dann ggf. 100 Mbit/s und 10 Mbit/s, falls 1 Gbit/s nicht funktioniert).
5. Wiederholung: Die Tests wurden mehrfach wiederholt, um konsistente Ergebnisse zu gewährleisten.

Die Ergebnisse: Eine Ernüchterung

Die Ergebnisse unseres Experiments waren, wie von uns erwartet, eindeutig und ernüchternd:

• CAT6-Referenzkabel: Eine stabile Gigabit-Verbindung wurde sofort hergestellt. Der iPerf3-Test zeigte beeindruckende Werte von durchschnittlich 941 Mbit/s (TCP) und 920 Mbit/s (UDP) über die 25 Meter Distanz. Die Ping-Latenz lag bei unter 1 ms, und es gab keinerlei Paketverluste. Dies ist die Leistung, die man von einem modernen Netzwerk erwartet.
• Fernmeldekabel (25 Meter):
  • Link-Status: Überraschenderweise wurde an beiden Laptops eine Link-Anzeige aktiviert – allerdings nur mit 100 Mbit/s, nicht mit 1 Gbit/s. Dies war bereits ein erster Hinweis auf die Limitierungen. Versuche, die Netzwerkkarte manuell auf 1 Gbit/s zu zwingen, schlugen fehl; es kam zu keiner Verbindung.
  • Ping-Test (100 Mbit/s): Die Ping-Tests waren desaströs. Es kam zu extrem hohen Latenzen (manchmal über 100 ms) und einem massiven Paketverlust von 40% bis 70%. Oftmals brach die Verbindung nach wenigen Pings komplett ab.
  • iPerf3-Test (100 Mbit/s): Eine stabile Messung war kaum möglich. Die wenigen Versuche, die überhaupt zustande kamen, zeigten einen Durchsatz von mageren 2 bis 5 Mbit/s (TCP) und ähnlich schlechte Werte für UDP, oft mit Warnungen über Wiederholungen und Fehler. Die Verbindung war extrem instabil und brach immer wieder ab.
  • Versuch mit 10 Mbit/s: Selbst bei der Reduzierung auf 10 Mbit/s konnte keine wirklich stabile Verbindung erzielt werden. Zwar gab es weniger Paketverluste, aber die Bandbreite blieb unter 8 Mbit/s und die Verbindung war weiterhin anfällig.

Die qualitativen Beobachtungen während des Crimpens bestätigten die Probleme: Die Adern im Fernmeldekabel waren viel dicker und steifer, die Isolierung anders, und die Verdrillung innerhalb der Paare war deutlich loser und unregelmäßiger als bei einem echten Netzwerkkabel. Es war offensichtlich, dass die Kabel nicht für die Präzision ausgelegt waren, die für hochfrequente Datenübertragung erforderlich ist.

Analyse und Diskussion: Warum es scheitert

Die Ergebnisse belegen eindrucksvoll, dass ein altes Fernmeldekabel für moderne Ethernet-Anforderungen ungeeignet ist. Die Gründe hierfür liegen in den bereits erwähnten physikalischen Phänomenen:

• Extreme Impedanzfehlanpassung: Auch wenn die Impedanz theoretisch in der Nähe von 100 Ohm liegen mag, sind die Toleranzen viel zu groß. Jede kleine Abweichung führt bei hochfrequenten Signalen zu Reflexionen, die das Nutzsignal überlagern und zerstören. Dies ist der Hauptgrund für die Instabilität und den hohen Paketverlust.
• Mangelndes Übersprechen: Die lockere und nicht optimierte Verdrillung führt dazu, dass die Signale zwischen den Paaren stark miteinander interferieren. Die Netzwerkadapter versuchen zwar, diese Fehler durch ausgeklügelte Algorithmen zu korrigieren, aber irgendwann ist die Fehlerquote so hoch, dass keine sinnvolle Datenübertragung mehr möglich ist. Das ist der Grund, warum überhaupt nur eine 100 Mbit/s-Verbindung zustande kam und selbst diese extrem langsam und instabil war.
• Hohe Dämpfung bei hohen Frequenzen: Selbst bei 100 Mbit/s werden Frequenzen bis zu 62,5 MHz verwendet. Ein Fernmeldekabel ist für solche Frequenzen über 25 Meter nicht ausgelegt. Die Signale werden stark abgeschwächt, was zu einem schwachen Signal am Empfänger führt, das kaum noch von Rauschen zu unterscheiden ist.
• Fehlende Standardisierung: Ethernet ist ein streng standardisiertes Protokoll. Die physikalische Schicht (Layer 1) erfordert Kabel, die diese Standards erfüllen. Ein altes Telefonkabel erfüllt diese Anforderungen schlichtweg nicht. Es fehlen die präzisen geometrischen und elektrischen Eigenschaften.

Man könnte einwenden, dass DSL ja auch über alte Telefonleitungen funktioniert. Das ist korrekt, aber DSL ist ein völlig anderes Übertragungsverfahren. Es nutzt komplexe Modulationstechniken (OFDM) und starke Fehlerkorrektur, um auch über minderwertige Leitungen Daten zu übertragen. Zudem ist die erzielbare Bandbreite stark von der Leitungsqualität und -länge abhängig und oft deutlich geringer als bei echten Netzwerkkabeln. Ethernet hingegen ist ein „rohes” Protokoll, das auf eine definierte physikalische Umgebung angewiesen ist.

Fazit und Empfehlungen: Sicherheit geht vor Bequemlichkeit

Unser Experiment hat gezeigt: Die Idee, alte Fernmeldekabel als vollwertige Netzwerkkabel zu nutzen, mag verlockend sein, ist aber in der Praxis zum Scheitern verurteilt. Die grundlegenden physikalischen Unterschiede zwischen Kabeln, die für niedrige Frequenzen und Sprachübertragung konzipiert wurden, und solchen, die für hochfrequente digitale Datenübertragung ausgelegt sind, sind zu groß.

Für eine moderne Netzwerkinfrastruktur mit stabilen Verbindungen und akzeptablen Geschwindigkeiten ist der Einsatz von speziell dafür entwickelten, standardisierten CAT-Kabeln unerlässlich. Die Kosten für ein gutes CAT6-Kabel sind heutzutage gering, und der Aufwand für die Verlegung zahlt sich in Form von Zuverlässigkeit und Leistung mehrfach aus.

Unsere Empfehlung ist daher eindeutig: Verzichten Sie auf Experimente mit alten Fernmeldekabeln, wenn Sie ein stabiles und schnelles LAN aufbauen möchten. Investieren Sie in hochwertige, dem aktuellen Stand der Technik entsprechende Netzwerkkabel. Nur so stellen Sie sicher, dass Ihre Datenübertragung reibungslos funktioniert, Ihre Geräte die volle Bandbreite nutzen können und Sie sich nicht über instabile Verbindungen, hohe Latenzen und massive Paketverluste ärgern müssen. Die vermeintliche Zeit- und Kostenersparnis durch die Wiederverwendung alter Kabel verwandelt sich schnell in Frustration und Mehrarbeit.

Manchmal ist neu eben doch besser – besonders, wenn es um die Grundlage unserer digitalen Kommunikation geht.