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24.11.1989 - 

Anwenderbericht: In der Versorgungsebene Lichtwellenleitertechnik

Fachabteilungen akzeptierten das Kommunikations-Rückgrat

Nur unbestritten notwendige DV-Anwendungen sollten bei der Still GmbH in Hamburg vernetzt werden und diese auch nur unter der Voraussetzung, daß deren wirtschaftlicher Nutzen nur über eine Vernetzung erreicht wird oder diesen wesentlich steigert. Projektleiter Jürgen Rülicke schildert das Kommunikationskonzept und wie es entwickelt und realisiert wurde.

Für CAD-Anwendungen benutzen wir eine Intergraph 250 mit zur Zeit zehn angeschlossenen Workstations. Darüber hinaus sind innerhalb der Verwaltung zirka 80 PCs vorwiegend mit den Anwendungen PC-Text4, Symphonie und Lotus im Einsatz. In der Fertigung sind, abgesehen von einigen Online Anbindungen für die Lohndatenerfassung, dem Wareneingang und der Qualitätssicherung, kaum DV-Anwendungen vorhanden.

Gegenstand dieses Berichts sind allein die Anwendungen innerhalb des Betriebsgeländes, das heißt die Vorgehensweise bei der Realisierung der Ebenen 3 bis 5 der Abbildung 1.

Dieses Projekt ließ sich anfangs in drei Teilschritte untergliedern: Überzeugung des Managements von der Notwendigkeit dieser Investition, Überzeugung der beteiligten Fachabteilungen und die Realisierung des Projekts.

Eine den gesamten Betrieb erfassende Vernetzung ist nur dann sinnvoll und wirtschaftlich zu vertreten, wenn unbestritten notwendige DV-Anwendungen, existieren oder aber in absehbarer Zeit realisiert werden sollen, deren wirtschaftlicher Nutzen entweder ein Netz voraussetzt oder aber diesen Nutzen wesentlich steigert. Ein Netz ohne diese genau definierten Anwendungen oder mit Minimalanwendungen, nur weil es technisch machbar ist, ist sinnlos und betriebswirtschaftlich nicht zu vertreten.

Still hat als Maschinenbauunternehmen zwei klar voneinander abzugrenzende Bereiche: die Verwaltung und die Fertigung. Die DV-Unterstützung im Fertigungsbereich ist heute verhältnismäßig gering. Aber wir befassen uns bereits seit geraumer Zeit mit der Reorganisation unserer Fertigung, mit dem Ziel, weg von der Großserienfertigung, hin zur flexiblen Variantenfertigung. Diese Reorganisation bedingt eine Vielzahl von DV-Anwendungen in der Produktion, wie zum Beispiel Fertigungsleitstände, abgesetzte Lagerrechner oder eine über das Gelände verteilte rechnergestützte Qualitätssicherung.

Im ersten Schritt hatten wir am Beispiel dieser Anwendungen die erforderlichen Kommunikationswege und in der Konsequenz die dafür neuzuschaffende physikalische und logische Infrastruktur dargestellt.

Alle Koaxverbindungen aus der IBM-Welt laufen in einem Sternpunkt zusammen, an dem sich bis vor kurzem unser Rechenzentrum befand. An dieser vorhandenen Infrastruktur etwas zu ändern, das heißt se weiter auszubauen oder zu variieren, schied von vornherein aus. Ganz grob haben wir es in unserem Hause mit drei verschiedenen Welten zu tun:

- der IBM-Welt,

- der Intergraph/DEC-Welt und

- den PCs vor Ort.

Im Rahmen der bei uns anstehenden Reorganisation der Fertigung ist eine Zunahme dezentraler Rechnerleistung zu erwarten. Auf dem vorhandenen Leitungsnetz sind die dann notwendigen Kommunikationsbeziehungen nicht abzubilden. Es war damit die Aufgabe gestellt, eine protokolltransparente Infrastruktur aufzubauen.

Anfang 1988 wurde mit der Grobplanung der physischen Versorgungsebene begonnen und Ende 1988 ein Konzept erarbeitet, das die Ziele und die absehbaren Abhängigkeiten definierte.

Chylla/Hegering bieten in ihrer Veröffentlichung über Ethernet-LANs (1) eine brauchbare Anleitung hierfür. Diese bezieht sich nicht allein auf Ethernet-Installationen, sondern kann als Leitfaden auch für die Installation anderer Netzwerke dienen. Durch die Arbeit an diesem Konzept erwarben wir uns ausreichendes Fachwissen, für die qualitative Beurteilung derjenigen, die uns bei der Installation des Netzes unterstützen sollten. Wir entschieden uns für die Firmen Pott, Fibronics und CIV, worin Pott die Generalunternehmerschaft und zwar nicht nur für die Installationsphase, sondern auch für die anschließende Funktionsfähigkeit übertragen wurde.

Im nächsten Schritt haben wir gemeinsam mit unserem Generalunternehmer eine Präsentation erstellt, in der wir allen beteiligten Fachabteilungen die anstehenden Vorhaben erläuterten. Am Beispiel ausgewählter Projekte, in denen sich jede Fachabteilung wiederfand, wurde die Notwendigkeit eines "Kommunikationsrückgrates" dargelegt. Der Vorteil dieser Vorgehensweise liegt darin, daß unabhängig von unmittelbaren Zusammenhängen, Einzelprojekte realisiert werden können, die von der Zeit und von den Kosten her überschaubar sind. Das Rahmenkonzept liegt der Geschäftsführung vor. Das notwendige Rahmenkonzept setzt sich aus einem Infrastruktur und mehreren Anwendungsprojekten zusammen. Es ist geplant, 15 Unterverteiler in fünf Teilabschnitten zu installieren.

An jedem Endpunkt eines physischen Teilabschnittes sind Anwendungen zu realisieren, deren Notwendigkeit offensichtlich ist. Bei der physischen Infrastruktur müssen wir zwei verschiedene Ebenen unterscheiden, die Versorgungsebene und die Anschlußebene.

In der Versorgungsebene haben wir ein die Betriebsfläche erschließendes Kabelnetz in Lichtwellenleitertechnik mit Anschlußpunkten beziehungsweise Unterverteilern. Diese Unterverteiler sind die Schnittstelle zwischen Versorgungs- und Anschlußebene, das heißt, von diesen Unterverteilern aus werden die Funktionsflächen wie zum Beispiel eine Etage im Verwaltungsgebäude versorgt.

Innerhalb von Verwaltungsgebäuden haben wir hinsichtlich der DV-Anbindung häufig sehr unterschiedliche und als Ergebnis häufiger Umzüge auch immer wieder wechselnde Anforderungen. Aus dieser Erfahrung heraus streben wir eine IVS-Vorverkabelung (2) für die Verwaltungsgebäude an beziehungsweise haben dies in einem unserer Gebäude bereits umgesetzt.

Im Zuge einer Grundrenovierung des Gebäudes, in dem auch unser Rechenzentrum untergebracht ist, installierten wir in den darüberliegenden Stockwerken eine flächendeckende Vorverkabelung in Typ1.(3) Diese Grundrenovierung bot uns die Möglichkeit einer für das Werk beispielhaften Installation.

In einem umlaufenden Kabelkanal haben wir in jeder Raumachse Segmente zu je vier Typ1 Datensteckdosen installiert. In beiden Geschossen laufen heute auf ein- und derselben Infrastruktur:

- VT220-Bildschirme (DEC),

- CAD-Workstations (Intergraph) und

- 3278-Bildschirme (IBM).

Jedes dieser Endgeräte ist an einer Typ1-Datensteckdose angeschlossen und wird aus einem zentralen Datenverteilerraum mit dem entsprechenden Protokoll versorgt. Die Lage dieses Raumes ist so gewählt, daß keines der zu der Steckdosen führenden Datenkabel länger als hundert Meter ist, so daß wir an jeder Steckdose Token-Ring-fähig sind und die Stichleitungslängen keine Rückwirkungen auf die gesamte Ringleitungslänge haben.

Da sich im Erdgeschoß dieses Gebäudes unser Rechenzentrum befindet, war die Erweiterung der vorhandenen Token Ringe trivial. Wir haben jeden Ring mit einer Typ1-Schleife über den neugeschaffenen Verteilerraum verlängert und in jede dieser Schleifen je einen Ringleitungsverteiler eingefügt. An diesen Verteilern hängen heute je zwei Steuereinheiten 3174/01 R; ein Ringleitungsverteiler läßt bis zu acht Anschlüsse zu.

Für die Verbindung zwischen Steuereinheit und Verteilerschrank setzen wir DPC-Kabel (IBM 633 90 74) ein. Sie sind auf einer Seite mit einem speziellen BNC-Stecker ausgestattet, der den in der Steuereinheit vorhandenen Balun (4) aktiviert, wodurch wir uns die recht teuren Patchkabel mit den entsprechenden Baluns sparen.

Erweiterungen der Token Ringe trivial

Die 32 Ausgänge jeder Steuereinheit liegen auf je einem 32fachen Verteilerrahmen im 19-Zoll-Schrank auf. Die Ausgänge der Steuereinheit sind damit 1:1 im Verteilerschrank abgebildet, so daß nur noch zwischen diesem 32fach-Verteiler und dem Stockwerksverteiler rangiert werden muß.

Als Patchkabel innerhalb der 19-Zoll-Schränke werden standardisierte Typ1-Kabel (IBM 8642551) mit Typ1-Datensteckern an jeder Seite benutzt. Diese Kabel gibt es auch als Y-Kabel, so daß es möglich ist, zwei Ausgänge der Steuereinheit auf eine Datensteckdose zu schalten. Über einen Doppelbalun an der Datensteckdose können dann zwei 3278-Bildschirme an einer Datensteckdose betrieben werden.

Unsere CAD-Anwendung läuft heute unter einer Intergraph 250, dahinter verbirgt sich eine stark veränderte MicroVAX. Als Übertragungsprotokoll wird dementsprechend Ethernet und als physische Verbindung das bekannte gelbe Koaxialkabel genutzt. Da sich der CAD-Rechner in unserem RZ befindet, verläuft von hier ein Koaxialkabel von annähernd 500 Metern Länge bis in unseren zentralen CAD-Arbeitsraum im Konstruktionsgebäude.

Abgesehen von diesen Anwendungen sind weitere geplant, die sich jedoch nicht mehr im Erschließungsgebiet des vorhandenen Ethernet-Segments befinden. Die ersten Anwendungen außerhalb dieses bestehenden Segments sind in den neu verkabelten Anschlußebenen lokalisiert, so daß sich hier die Gelegenheit bot, über das vorhandene Typ1-Kabel die Workstations anzubinden.

Für diese Ethernet-Verbindung haben wir zwei Sternkoppler installiert. Der erste dieser Sternkoppler, im Keller dieses Gebäudes ist als zentraler Verteiler für unser späteres Backbone vorgesehen. Der zweite Sternkoppler, direkt in der Anschlußebene, setzt das Ethernet-Protokoll auf das Typ1-Kabel um. Über diesen Sternkoppler werden heute zwei Workstations (CSMA/CD) und ein Terminalserver betrieben.

Der Terminalserver dient der Anbindung von VT220-Bildschirmen. Ausgangsseitig ist dieser Server mit 25poligen Sub-D-Steckern ausgestattet. Für die VT220-Anbindungen haben wir uns TYP1-Rangierkabel fertigen lassen, die auf der einen Seite mit einem 25poligen Sub-D-Stecker und auf der anderen Seite mit einem Hermaphroditenstecker versehen sind. Dafür die Verbindung ohnehin nur drei Adern benutzt werden, üblicherweise Telefonkabel, ist diese Verbindung verhältnismäßig simpel zu realisieren. Mit diesem Kabel gehen wir auf den Ausgang des Terminalservers und von dort über das IVS-Verteilerfeld auf die Datensteckdose. Diese Anwendung ist nur eine Teilmenge unseres Gesamtprojektes. Insgesamt ist ein Lichtwellenleiterring über das ganze Werksgelände vorgesehen.

Für Unterverteiler Container in der Decke

In der Fertigung werden wir zur Aufnahme der Unterverteiler Container im Deckenbereich, oberhalb der Kran- und Transportebene, aufstellen. Die Kabelzuführung hat gegenüber einer Zuführung aus Boden- oder Brüstungskanälen den Vorteil, daß Veränderungen bei der Maschinenaufstellung so leichter nachvollzogen werden können. Die Erfahrung zeigt, daß dort, wo der Kabelanschluß liegen muß, häufig kein Kanal vorhanden ist.

Eine flächendeckende IVS-Vorverkabelung wie im Verwaltungsbereich wird in der Fertigung nicht angestrebt, hier wäre sie unwirtschaftlich. Sie ist nur dort sinnvoll, wo der Aufwand einer Nachverkabelung relativ hoch und Änderungen bezüglich der Anschlußart (3278-, VT220-Terminal, PC mit Terminalemulation oder PC-Netz etc.) recht häufig sind.

Am Beispiel einiger ausgewählter Anwendungen sei die weitere Vorgehensweise erläutert. Sie sehen in der folgenden Abbildung die geographische Lage der Unterverteiler, die Verbindungswege zwischen diesen und die Architektur der verteilten Anwendungen.

1) Datacom-Verlag, Puhlheim.

2) IVS = Intelligentes Verkabelungssystem, IBM-Entwicklung bestehend aus vier miteinander verdrillten Adern, daher auch häufig "twisted pair" genannt. Es gibt acht verschiedene Kabeltypen innerhalb von IVS.

3) Typ1 ist ein Kabeltyp innerhalb von IVS.

4) Balun = Passive Komponente im IVS-Verkabelungssystem

Unternehmen und Konfiguration

Die Still GmbH fertigt Flurförderzeuge wie zum Beispiel Gabelstapler bis zu einer Hubfähigkeit von acht Tonnen, Schlepper bis zu einer Zugfähigkeit von 20 Tonnen und auch sogenannte handgeführte Geräte. Ende 1988 beschäftigte die 100prozentige Linde-Tochter weltweit über 3600 Mitarbeiter und erzielte Umsatzerlöse in Höhe von zirka 800 Millionen Mark.

Das Werk in Hamburg umfaßt eine Fläche von 140 000 Quadratmetern. Europaweit sind bei Still 22 AS/400 und fünf IBM/36 im Einsatz; bis Ende 1990 sind 35 AS/400 geplant. Im Hause selbst ist zur Zeit eine IBM 3084 Q64 installiert, 650 Terminals (3278) sind über das Gelände verteilt, Drucker sind lokal angeschlossen.