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09.11.1990 - 

Inhouse-Verkabelung heute und morgen

Glasfaserthematik darf man nicht unberücksichtigt lassen

Mit der schnellen Verbreitung intelligenter Datenendgeräte für die interne Kommunikation und dem Bestreben, vorhandene Ressourcen (Drucker, Speicher, Software) möglichst vielen Benutzern verfügbar zu machen, entstanden zu Beginn der 80er Jahre neben den traditionellen Rechner-Terminal-Netzen zunehmend lokale Netze, schwerpunktmäßig Ethernet und Token-Ring.

Unterschiedliche technischen Merkmale (Topologie, Medium, Zugriffsverfahren) sowie wirtschaftliche Überlegungen - die Systeme sollten migrationsfähig sein - führten zu einer Vielfalt von Schnittstellen und Netzumgebungen auf Basis unterschiedlicher Kabel. Die Folgen waren Mehrfachverkabelungen, da mit jedem neu in das Netz zu integrierenden System eine weitere Topologie eingeführt und ein neues systemspezifisches Kabel eingezogen wurde. Die Kabelschächte quollen über, die Netze wurden unstrukturiert und unübersichtlich, die Fehlerlokalisierung und -behebung erschwert.

Vorrangiges Ziel war es deshalb, die Netze auf eine einheitliche Topologie und Verkabelung umzustellen und eine unternehmensweite Netzinfrastruktur aufzubauen, in die alle vorhandenen Systeme ihre Daten einspeisen konnten.

Herstellerunabhängige, strukturierte, hierarchisch aufgebaute Verkabelungskonzepte waren die Antwort. Sie unterscheiden aufgrund der übertragungs- und systemtechnischen Anforderungen drei Verkabelungsbereiche: Gelände- und Gebäudeverkabelung sowie Endgeräteanschluß. Angestrebt wird ein einheitliches Netz auf der Basis eines oder weniger Kabeltypen, an das via variablem Endgeräteanschluß sämtliche Datensysteme angeschlossen werden können.

Breitband- oder Lichtwellenleiternetze

Mit welchem Kabel und mit welcher Systemtechnik können solche Konzepte realisiert werden? Im Bereich der Geländeverkabelung standen zunächst Breitband- oder Lichtwellenleiternetze zur Diskussion. Beide erfüllten die zur damaligen Zeit geforderten Voraussetzungen, wobei Lichtwellenleiter aufgrund ihrer übertragungstechnischen Eigenschaften im Backbone-Bereich überzeugten. Sie ermöglichen:

- hohe Übertragungskapazität,

- niedrige Dämpfung,

- Potentialtrennung zwischen Sender und Empfänger,

- keine Beeinflussung durch elektromechanische und elektrostatische Felder,

- geringes Gewicht und Volumen.

Für Breitbandnetze sprach in erster Linie die Möglichkeit, unterschiedliche Protokolle über ein und dasselbe Kabelmedium übertragen zu können, was sehr viel Flexibilität versprach. In der Praxis erwiesen sich Breitbandnetze allerdings sehr schnell als die ungünstigere Lösung - zum einen aufgrund ihres hohen Installations- und Wartungsaufwands, zum anderen durch ihre Nichtkompatibilität mit schnellen Systemen.

Die entsprechende Ergänzung auf Systemseite stellten intelligente Universal-Multiplexer im Zeitmultiplex-Betrieb dar, die die Daten protokolltransparent übertragen und die elektrischen Schnittstellen im Rechnerbereich beziehungsweise auf den Etagen bereitstellen. Das LWL-Backbone-Netz kann in dieser Konfiguration als Ring

oder Punkt-zu-Punkt-Verbindung ausgeführt sein.

In der Gebäude- und speziell in der Etagenverkabelung ging der Weg in Richtung Vierdraht-Technik. Vierdraht-Kabel sind kostengünstig und ermöglichen bei Übertragungsentfernungen bis 100 Meter Geschwindigkeiten unter 20 Mbit/s, was in den meisten Fällen den Kundenanforderungen entspricht.

State of the art: Zweimedien-Verkabelungen

Bei Zweimedien-Verkabelungen erfolgt der Medienwechsel von Kupfer auf Lichtwellenleiter durch elektro-optische Wandler in den Konzentrationspunkten auf jeder Etage, die Daten werden in das Geländenetz vom zentralen Konzentrationspunkt im Untergeschoß aus weitergeleitet. Die Endgeräte sind sternförmig an die Übertragungssysteme im Konzentrationspunkt angeschlossen.

Zweimedien-Verkabelungen sind zwischenzeitlich Stand der Technik; bis heute haben sich weder Struktur noch Verwendung der Medien geändert.

Eine Weiterentwicklung vollzog sich während der letzten Jahre nicht auf Kabel-, sondern auf Systemseite. Dort löste der intelligente Konzentrator den Multiplexer weitgehend ab. Über solche Konzentratoren, die sich variabel mit Kommunikationskarten für unterschiedliche Protokolle bestücken lassen, werden heute Token-Ring- und Ethernet-Systeme in eine sternförmige Etagenverkabelung integriert und über geschirmte oder ungeschirmte Vierdraht-Kabel sowie über Lichtwellenleiter betrieben. Die Standardisierung unter IEEE 802.3. IEEE 802.5, ANSI (FDDI/TPDDI) sowie der Abschluß der IEEE-Norm 10Base-T in diesen Tagen trägt der geschilderten Entwicklung Rechnung.

Neue Problemfelder ergeben sich aus der strukturierten Verkabelung durch das Aufkommen immer schnellerer Datenanwendungen im Arbeitsplatz-Bereich. Die Übertragung von Daten mit einer Geschwindigkeit von zirka 20 Mbit/s über ungeschirmte Vierdraht-Kabel gestaltet sich aufgrund der höheren Abstrahlung und äußeren Beeinflussung problematisch. Deshalb können Token-Ring-Netze mit 16 Mbit/s über UTP-Kabel nur mit erhöhtem Auf wand realisiert werden ebenso wie FDDI-Anwendungen mit 100 Mbit/s über STP-Kabel.

Unterschiedliche Lösungsansätze werden diskutiert. Eine Alternative stellen die derzeit der Öffentlichkeit vorgestellten neuen leistungsfähigeren Kupferkabel, sogenannte Hochleistungs-Superkabel, dar, die zwar die technischen Bedingungen für schnelle Datenraten erfüllen, aber den Nachteil haben, daß sie viel mehr Platz benötigen.

Eine weitaus bessere Lösung bieten Lichtwellenleiter. Sie sind aufgrund ihres geringen Gewichts und Volumens problemlos zu verlegen und offen für alle Geschwindigkeiten und Protokolle. Bleibt die Frage nach der Faser.

Mehrmodenfasern auf dem Rückmarsch

Die teilweise noch in der Diskussion befindlichen polymeren Fasern (POF) spielen hinsichtlich der oben genannten Problematik - bedingt durch ihre physikalischen Eigenschaften - keine Rolle.

Mehrmodenfasern (501125 m, 62,51125 m) wurden in den letzten Jahren durch den vermehrten Einsatz von Einmodenfasern im WAN-Bereich zurückgedrängt. Weltweit entfallen knapp zehn Prozent der Produktion auf Gradienten-, 90 Prozent auf Einmodenfasern, was den Preis für Einmodenfasern um 30 Prozent unter den von Gradientenfasern fallen ließ. Diese Entwicklung wird sich in der Zukunft fortsetzen. Technisch bieten Einmodenfasern die besten Eigenschaften. Durch den Wegfall von übertragungstechnisch bedingten Längenrestriktionen können LWL-Verkabelungen außerdem sehr flexibel den Gegebenheiten vor Ort angepaßt werden. Berücksichtigt man, daß WAN- und LAN-Bereiche in Zukunft immer mehr zusammenwachsen, ist es nur eine Frage der Zeit, bis Einmodenfasern in der Gebäudeverkabelung noch größere Beachtung finden werden.

Die SEL in Stuttgart beispielsweise realisiert seit zwei Jahren LWL-Verkabelungen auf Einmodenbasis im Teilnehmer-Anschluß-Bereich, hauptsächlich, wenn die Kunden mit folgenden Anforderungen artikulieren: hohe Übertragungsgeschwindigkeiten am Arbeitsplatz, Platzprobleme bei der Unterbringung von Kabeln oder Verteilerräumen bei Neu- oder Nachverkabelungen, EMV-Probleme. Auch in Sicherheitszonen oder aus Gründen der Zukunftssicherheit erfolgen diese LWL-Verkabelungen. Es stehen Schnittstellen zur Anbindung aller gängigen Datensysteme zur Verfügung.

Die technischen Vorteile von Lichtwellenleitern sind unbestritten; unter oben genannten Voraussetzungen wäre es Nachlässigkeit, würde man zur Realisierung anstehender Projekte heute nicht bereits eine durchgängige Lichtwellenleiter-Verkabelung bis zum Teilnehmer in Erwägung ziehen und unter technischen und wirtschaftlichen Aspekten prüfen.

Auch wenn optische Teilnehmer-Anschluß-Netze vielleicht noch eine Sonderstellung einnehmen, gehört ihnen die Zukunft.

Jaroslav Blahna ist Leiter des Privatvertriebs im Unternehmensbereich

Übertragungssysteme der Standard Elektrik Lorenz AG, Stuttgart.

Neuordnung eines schweren Netz-Erbes

Der Wunsch des Anwenders nach einem DV-System aus einem Guß war früher gleichbedeutend mit einer proprietären Installation. Wer vernetzen wollte, der war meist auch auf das Angebot des Hardwarelieferanten angewiesen, der selbstredend mit einer passenden - nicht minder herstellerspezifischen - Verkabelungslösung Gewehr bei Fuß stand. Pech hatte der Kunde meist, wenn er Equipment anderer Hersteller in das System integrieren wollte. Mehrfachverkabelungen waren die Folge.

Unterschiedliche Topologien, Zugriffsverfahren und Übertragungsmedien sind das Erbe jener proprietären Vergangenheit, das Netz-Manager nicht selten neu zu ordnen haben. Im Gegensatz zu früher bietet die Industrie heute jedoch die nötigen Connectivity-Produkte oder sogar komplette Verkabelungssysteme an, deren wichtigstes Merkmal Systemneutralität ist. Für die Verantwortlichen eines Netzes ergeben sich dadurch völlig neue Entscheidungskriterien. Während das " Wie" der Vernetzung ehemals primär von der Technik und Struktur eines Mediums diktiert wurde, sind es jetzt Systemkomponenten, die bei der Entscheidung über die Netzinfrastruktur in den Vordergrund rücken. Intelligente Konzentratoren und Karten für alle gängigen Netzprotokolle haben die Zwei-Medien-Verkabelung mittlerweile zum State of the Art werden lassen.

Das Prinzip aller Verkabelungssysteme ist im Grunde genommen simpel. Es steht für die Suche nach der kleinstmöglichen Zahl unterschiedlicher Kabelarten in einem Netz, an das dann die vorhandenen DV-Systeme angeschlossen werden. Die Vorteile: Der "Strippenwust" wird um die nicht mehr benötigten Mediensegmente gelichtet, Investitionen auf Kabel- und Systemebene bleiben dennoch geschützt, und last but not least wird die Netzinfrastruktur sowie das Netz-Management effektiver gestaltet.

Wer also sein Netz modernisiert oder im optimalen Fall in sogenannten "Intelligent Buildings" neu aufbauen kann, hat zwei grundlegende Entscheidungen zu treffen: Er muß sich über die aktuell, aber auch in der Zukunft benötigten Medien (zum Beispiel FDDI als Backbone), klar sein und unter der Vielzahl der angebotenen Connectivity-Komponenten auf der Systemseite die technisch adäquaten auswählen. pg