Ein Koaxialkabel (kurz Koax) führt ein Signal in einem Innenleiter, der von einem rundherum geschlossenen Schirm umgeben ist. Beide Leiter liegen auf derselben Achse — daher der Name. Dieses konzentrische Bauprinzip macht Koax zu einem extrem störsicheren Kabel: Der Schirm hält Fremdfelder ab und hält zugleich das Feld des Signals im Inneren fest, sodass kaum Energie nach außen entweicht.
Aufbau
Von innen nach außen: der Innenleiter aus Kupfer, das Dielektrikum als Isolierung, der Schirm aus Aluminiumfolie und/oder Kupfergeflecht und zuletzt der Außenmantel. Der Schirm ist gleichzeitig Rückleiter und Abschirmung. Je dicker Innenleiter und Dielektrikum, desto geringer die Dämpfung bei hohen Frequenzen — genau deshalb sind Koaxialkabel für Rundfunk- und Messfrequenzen weit besser geeignet als Twisted Pair.
Wellenwiderstand: 50 oder 75 Ohm
Die wichtigste Kenngröße ist der Wellenwiderstand, der aus Innenleiterdurchmesser und Dielektrikum folgt:
- 50 Ohm — Funktechnik, Antennen, Messgeräte, WLAN-Zuleitungen; klassische Typen RG-58 und RG-213.
- 75 Ohm — Rundfunk, Fernsehen, Video und Kabelinternet; Typen RG-59 (dünn) und RG-6 (dicker Innenleiter, für Sat und Kabel-TV).
Mischen darf man die Impedanzen nicht: An jeder Stoßstelle entsteht sonst eine Reflexion, die als Geisterbild oder Bitfehler sichtbar wird. Zum Anschluss dienen Stecker wie F (Antenne/Kabel-TV), BNC (Mess- und Videotechnik) oder SMA (Funktechnik).
Anwendungen
- Fernsehen und Kabelinternet: Das TV- und Datensignal kommt gemeinsam über ein Koaxkabel in die Wohnung, aufgeteilt per Splitter und Modem.
- Satelliten- und Antennenanlagen, Funktechnik, Oszilloskop- und Messleitungen.
- Geschichte der Netzwerke: Das frühe Ethernet lief als Bus-Topologie über Koax — 10BASE5 („Yellow Cable") und 10BASE2 („ThinWire"). Alle Stationen hingen an einem Strang, an dessen Enden Terminatoren mit dem Wellenwiderstand die Reflexionen schluckten. Bei Halbduplex-Betrieb auf geteiltem Medium waren Kollisionen unvermeidbar; eine Kollisionsdomäne umfasste den ganzen Strang.
- Hochfrequenz-Messtechnik und Antennenzuleitungen, wo es auf definierte Impedanz ankommt.
Abgrenzung
Gegenüber Lichtwellenleiter ist Koax billiger und einfacher zu konfektionieren, verliert aber auf langen Strecken und bei sehr hohen Frequenzen stärker — die Leitungsdämpfung steigt mit der Frequenz. Auf mehreren Frequenzbändern gleichzeitig überträgt Frequenzmultiplex — im Kabelnetz so selbstverständlich wie im Rundfunk.
Verwandte Grundlagen: Ethernet, Dämpfung, Rauschen, Signal-Rausch-Verhältnis, Kabel und Glasfaser.