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19.06.1992 - 

Sternförmige Topologie bietet die größte Sicherheit

Die Verkabelung darf nicht vom Endgerät abhängig sein

Die Bedeutung von Verkabelungssystemen als Voraussetzung einer akzeptablen und effizienten Kommunikations- und Informationsstruktur wird in Unternehmen immer mehr erkannt. Stephan Lüttschwager* skizziert Kriterien, die bei der Planung einer Verkabelung - unabhängig davon, ob Neu- oder Altbau - berücksichtigt werden sollten.

Der Begriff Intelligent Building ist nicht gerade neu, steht aber für ein bisher allzuoft vernachlässigtes Prinzip der Ausstattung von Gebäuden mit Kommunikations- und Informationstechnik. Mit Sicherheit wäre das Thema Intelligent Buildings heute nicht so aktuell, wenn in der Vergangenheit dieses den Kommunikationsbedürfnissen der Unternehmen mehr entsprochen worden wäre.

Der Nutzen der Kommunikation soll unternehmensweit maximiert werden, indem intelligente Gebäude- und Verkabelungsstrukturen geschaffen werden, die von Anfang an eine hohe Flexibilität der Kommunikationswege zulassen. Dabei kommt es zum Beispiel ganz entscheidend darauf an, Netze beliebig strukturieren zu können - unabhängig vom Standort der Geräte.

Verkettete Sternstrukturen

Die VW-Gesellschaft für technische Datenverarbeitungssysteme, kurz: VW-Gedas, mit Stammsitz in Berlin, arbeitet seit Jahren an einer intelligenten Gebäudeverkabelung. Unabhängig von räumlichen Gegebenheiten und eingesetzter Hardware sollte eine Möglichkeit geschaffen werden, verschiedene Mitarbeiter, orientiert an der jeweiligen Aufgabe, zusammenarbeiten zu lassen. Dazu muß es zum Beispiel auf einfache Weise gelingen, Rechner und Telefon räumlich zu verlegen, ohne die Teilnehmernummer oder den Netzwerkzugang zu ändern. Mit einem System verketteter Sternstrukturen hat VW-Gedas sich diese Möglichkeit geschaffen. Sie bietet heute selbst intelligente Verkabelungssysteme an; das Leistungsspektrum reicht von der Planung und Beratung über die Installation bis hin zu Schulung und Service.

Sicher stellt ein Nutzer viele Forderungen an ein Verkabelungssystem. Besonders wichtig sind jedoch folgende Faktoren:

- Investitionsschutz: Er gibt in zweifacher Hinsicht. Zum einen im engeren Sinne, was das Verkabelungssystem selbst betrifft, denn auch dessen Amortisation orientiert sich an einem unterstellten Nutzen über eine festgelegte Zeit. Folglich muß die Verkabelung so konzipiert sein, daß sie über viele Jahre hinweg eingesetzt werden kann. Zum anderen kommt es darauf an, daß viele unterschiedliche Systeme und Geräte unterstützt werden und sich in das Verkabelungskonzept integrieren, lassen (Bild 1). Diese Multivendor-Kompatibilität braucht man für die vorhandene Ausstattung und für noch nicht bekannte Anschaffungen in Hardware, Software und Know-how.

- Flexibilität des Verkabelungssystems: In bezug auf verschiedene Geschwindigkeits-, Entfernungs- und Signalisierungseffekte muß es Wahlmöglichkeiten geben. Je nach Anforderung sind beispielsweise Strecken mit Lichtwellenleiter oder mit Kupferkabel zu legen.

Die Gebäudeverkabelung muß aber auch gängige Industriestandards und verschiedene Gerätetypen unterstützen. Historisch gewachsen oder aus praktischer Notwendigkeit heraus haben die allermeisten Unternehmen eine gemischte Hardware-Landschaft. Schließlich gehört zur Flexibilität, daß der Aufwand für Administration und Service so gering wie möglich gehalten wird. Bei Büros oder Abteilungen beispielsweise darf der Eingriff in die Schaltkreise des Verteilersystems, weder zeitintensiv noch kostenaufwendig sein.

- Modularität: Die Datenversorgung muß von jedem Verteilungspunkt, sei er durch das Gebäude oder die Organisation bedingt, gewährleistet sein. Wie jede einzelne Verbindungsleitung soll auch jedes Untersystem eine Einheit darstellen. Späteres Wachstum, Umstellungen und Erweiterungen der Organisation müssen durch einfache Anpassungen im bestehenden Netz realisierbar sein. Eine intelligente, modulare Topologie hilft außerdem, die Fehlerlokalisation einfach zu halten. Schließlich müssen auch Bus- oder Ring-Topologien auf einem solchen Netz logisch administriert werden können, ohne daß sich an der Leitungsverlegung selbst etwas ändert.

Die modularen Subsysteme erlauben, ein komplettes Verteilersystem aufzubauen, das in Wirklichkeit aus verschiedenen Untersystemen besteht. Dazu gehören im Regelfall die Bestandteile Außenleitung, Steigleitung, horizontale Verdrahtung, Arbeitsplatzverdrahtung, Geräteverdrahtung und Verwaltung.

- Ganzheitlichkeit der Lösung: Jeder Nutzen verpufft, wenn eine solche Verkabelungslösung nicht zu akzeptablen Kosten frei auf dem Markt verfügbar ist.

System muß "aus einem Guß" sein

Alle Bestandteile eines solchen Systems müssen aus "einem Guß" sein, das heißt, saß Übertragungsmedien, Verteiler, Verbinder, Stecker, Adapter, Buchsen, Übertragungselektronik etc. zu einem Gesamtsystem gehören und zusammenpassen. So käme zum Beispiel der volle Nutzen eines schnellen und unkomplizierten Arbeitsplatzumzuges nicht zum Tragen, wenn bei den Steckern eine gemischte Struktur von TAE bis RJ45 vorläge.

- Weiterentwicklung: Man kann heute davon ausgehen, daß in Zukunft ein Vielfaches der heutigen Datenmengen übertragen werden soll und daß neue, leistungsstärkere Rechnersysteme au den Markt kommen werden. Ein Verkabelungssystem muß dem Rechnung tragen, in jedem Fall aber weiterentwickelbar sein. In der Planung zu berücksichtigen sind Hochgeschwindigkeitsübertragung, Glasfaseranwendungen, FDDI, CDDI, Unterstützung neuer Anwendungen und Geräteklassen.

- Störungssicherheit- Neben geringer Anfälligkeit für Störungen eines Verkabelungsnetzes ist die einfache und präzise Behebung von Störungen anzustreben. Hierfür sind intelligente Netzwerkkomponenten genauso wichtig wie die einfache und durchgehende Struktur der Gebäudeverkabelung selbst.

- Wirtschaftlichkeit des Systems: Eine durchdachte Struktur in der Gebäudeverkabelung erspart unter Umständen gewaltige Folgekosten, da Netzerweiterungen oder -umstellungen erhebliche Aufwände verursachen können. Am kostengünstigsten ist die Verkabelung natürlich beim Neubau eines Gebäudes. Intelligente Vorverkabelung ist im Regelfall zwar etwas teurer als eine auf das Allernotwendigste beschränkte Verkabelung, zahlt sich aber in der Folge aus.

- Einklang mit Industriestandards: Damit man vor späteren Überraschungen sicher ist, sollte das Verkabelungssystem mit den gängigen Industriestandards (zum Beispiel 802.3 10BaseT, FDDI, EIA/TIA 568) harmonieren. Auswirkungen auf die Performance des Netzes sind sonst nicht auszuschließen.

- Offenheit für künftige Kommunikationsbedürfnisse: Neben der reinen Datenübertragung wird die simultane Sprach- und Bildübertragung immer wichtiger. Auf multimediale Anwendungen vorbereitet zu sein, ist bereits heute ein Muß. Im Bereich Video sollte beispielsweise Sonet (Synchronous Optical Network) unterstützt werden. Mit ein und demselben Kabel sollten die verschiedensten Kommunikationsströme übertragbar sein: analoge und digitale Sprachübertragung, Datenübertragung, Bilder aus Faxgeräten, Plottern, Druckern oder Graphikterminals, Videoschaltungen, zum Beispiel für innerbetriebliche Konferenzen sowie Sensorsignale für die Sicherheitstechnik und Gebäudeverwaltung.

Zukunftssicherheit hat auch einen quantitativen Aspekt, nämlich die Redundanz in der Dimensionierung der Verkabelung. Jeder Arbeitsplatz sollte mit einer größeren Anzahl von Anschlüssen versorgt sein als gegenwärtig vielleicht notwendig, weil hinzukommende Dienste dann mühelos integrierbar sind - Sicherheit: Grundlegend für die Sicherheit des Netzwerks ist auch die Struktur der Verkabelung. Eine Sternstruktur ist einer Bus- oder Ringstruktur vorzuziehen, da jeder Ausfall im Stern nur die unterbrochene Datenverbindung betrifft.

Die Verkabelung muß Optionen offen lassen

Wer kann heute schon sagen, welche Anwendungen er in fünf Jahren auf seinem Netz laufen lassen wird? Gerade in dieser Situation kommt es auf Intelligent Building an. Es gilt nämlich der Grundsatz, daß die Infrastruktur nicht vom Endgerät abhängen darf. Das bedeutet, daß die einem Verkabelungssystem inhärente Offenheit für ein Maximum verschiedener Anwendungen konzipiert sein muß. Denken wir nur an immer kürzere Innovationszyklen im Rechnerbereich mit einer Vervielfachung der Leistung oder an die Vervielfachung der Transportmengen für Daten auf Netzen.

Ein System der intelligenten Gebäudeverkabelung setzt sich im Regelfall aus den folgenden Bestandteilen zusammen, die am Beispiel des Software-Produktionszentrums II der VW-Gedas verdeutlicht werden (Bild 2):

1. Arbeitsplatz: Geräteanschluß, Verkabelung, Zubehör,

2. Etage: horizontale Verkabelung über ein Stockwerk,

3. Etagenadministration: Unterverteiler in den einzelnen Stockwerken,

4. Backbone Riser: Steigleitungen zwischen den einzelnen Stockwerken,

5. Hauptadministration: Hauptverteiler und dessen Administration,

6. Campus: Verbindungen zu anderen Gebäudeteilen.

Mit einer Sterntopologie können die genannten Anforderungen an ein intelligentes Verkabelungssystem am besten erfüllt werden. Erweiterungen sind einfach zu realisieren, da sämtliche Stationen außen an einen zentralen Netzwerkknoten angebunden werden. Änderungen und Umstellungen betreffen jeweils nur eine Verbindungsleitung, denn jede Verbindung zum Netzwerkknoten ist von der anderen unabhängig.

Die Verwendung weiterer Topologien im Netzwerk ist aufgrund der Vielseitigkeit der Sternanordnung möglich. Beispielsweise können lokale Netzwerke mit Bus- oder Ringtopologie angeschlossen werden, da sich die elektrischen Signale mit kleinen Änderungen an den Verwaltungspunkten leiten lassen, ohne daß Leitungen neu verlegt oder Geräte umgestellt werden müssen.

Wie nun bereitet man Gebäude am besten auf eine optimale Verkabelung vor? Vor der Planung und Entscheidung hat man im Regelfall die Idee mit einer Definition der Soll-Vorstellungen. Aus der Erfahrung ergeben sich simple, aber entscheidende Grundsätze:

1. Die Organisation bestimmt die Struktur, nicht die Technik die Organisation.

2. Alle Daten sollen über ein Medium übertragen werden (Spräche, Daten, Bilder).

3. Nie wieder neu verkabeln müssen: Das System soll flexibel, erweiterbar, robust und zukunftssicher sein.

4. Ein Stecker, ein Kabel, ein System.

5. Fertige Lösung, die preiswert, stabil und flexibel ist.

6. Protokollunabhängigkeit (TCP/IP, DECnet, ISO/OSI, IPX/ PX, LAT, Netbios).

Voraussetzung für ein Intelligent Building ist grundsätzlich die stark architekturbezogene Planung. Wenn die Möglichkeit besteht, sollte die Verkabelung bereits bei der Gebäudeplanung berücksichtigt werden. Größe und Art des Gebäudes spielen eine Rolle. Dementsprechend müssen das Verteilersystem erarbeitet, die Größe des Geräteraumes beurteilt, Art und Verlegung der Kabel abgestimmt und ein Sicherheitskonzept definiert werden.

Die Planung erfolgt in enger Zusammenarbeit mit dem Architekten, gegebenenfalls auch der Baufirma. Die Leitungsführungen, Kabelkanäle, Verteilerschränke, Geräteräume, Trassen und Durchbrüche können dann frühzeitig in die Entwürfe einbezogen werden. Ein begleitendes Projektmanagement sollte sich von der Ausschreibung über die Realisierung bis hin zur abschließenden Qualitätskontrolle erstrecken.

Ausblick: Intelligent Building wird im Zuge wachsender Nachfrage nach ganzheitlichen Lösungen an Relevanz gewinnen. Auf dem Markt nimmt die Hardware an Bedeutung relativ ab, Software und Services hingegen weiter zu. Dabei hängt der Nutzen des Netzes ganz entscheidend von der Verkabelungsstruktur im Gebäude ab. Deswegen berücksichtigt man sie immer mehr schon bei der Gebäudeplanung.