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17.02.1995

Sternverkabelung soll Flexibilitaet und Erweiterung des Netzes garantieren Energieversorger WFG setzt auf Token Ring und Boundary-Routing

Der Produktionsfaktor Information gewinnt zunehmend an Bedeutung. Das gilt vor allem fuer Unternehmen mit grossen Filial- und Aussenstellennetzen. Neben Banken und Versicherungen sind das insbesondere Energieversorger. Wachsende Serviceansprueche der Kunden, schnellerer und sicherer Datenaustausch zwischen Zentrale und Aussenstellen sowie die perfekte Kommunikation zwischen allen Abteilungen der Zentrale sind eine Voraussetzung fuer rationelles Arbeiten. Wie diese Ziele bei der Westfaelischen Ferngas AG in Dortmund erreicht wurden, beschreibt Peter Thanisch*.

Der regionale Gasversorger Westfaelische Ferngas-AG (WFG) mit Geschaeftssitz in Dortmund beliefert in weiten Teilen Westfalens Stadtwerke, Industriebetriebe und Haushalte ueber ein eigenes Leitungsnetz mit Gas. 5000 Kilometer Hoch- und Niederdruckleitungen mit rund 1500 Gasdruck-Regelstationen vermitteln einen Eindruck von der Weitlaeufigkeit dieses Rohrnetzes. Die technische Betreuung und den Kundendienst uebernehmen dabei 35 Aussenstellen.

Homogenitaet wird bei WFG grossgeschrieben

Bereits 1991 wurde bei WFG der zunehmenden Bedeutung der Informationsverarbeitung (IV) Rechnung getragen. Um die Datenkommunikation des Unternehmens auf eine einheitliche Basis zu stellen, wurde ein IV-Gesamtkonzept erarbeitet. Die zentrale Vorgabe war, dass an jedem Arbeitsplatz neben dem ueblichen Telefon auch eine Verbindung zur Datenkommunikation existieren muss. Dazu sollte allerdings die vorhandene Infrastruktur zum Aufbau eines universellen Netzwerkes fuer die Daten- und Sprachkommunikation weitgehend genutzt werden, um Kosten zu sparen. Besonderes Augenmerk galt der Investitionssicherung bei der Anbindung der Aussenstellen.

In der Praxis bildeten dann die lokalen Bedingungen die Grundlage des neuen Konzeptes: So sind beispielsweise die beiden Gebaeude der Hauptverwaltung (HV 1 und HV 2) durch eine breite Strasse getrennt. Es bestand also die Notwendigkeit, durch Segmentierung des HV-LANs beide Komplexe in das lokale Netz zu integrieren. Da Homogenitaet bei WFG grossgeschrieben wird, sollten die Aussenstellen die gleiche Struktur erhalten wie die Hauptverwaltung. Gleicher Bedienungskomfort, kuerzestmoegliche Antwortzeiten und Zugriff auf alle relevanten Daten sollten fuer alle Arbeitsplaetze gelten. Bei den Antwortzeiten mussten jedoch die unterschiedlichen Kapazitaeten (8,6 bis 64 Kbit/s) der Uebertragungsstrecken ins Kalkuel gezogen werden.

Voraussetzung fuer eine effektive Realisierung des IV- Gesamtkonzeptes war der Einsatz eines modernen, leistungsfaehigen Zentralrechners. Da die alte NCR-Anlage diesen Anspruechen nicht mehr gerecht wurde, wurde sie durch einen IBM-Grossrechner der Serie ES 9000 mit dem Betriebssystem MVS ersetzt und die SAP- Software R/2 installiert. Mit der Entscheidung fuer die IBM-Welt bot sich nun als Netztechnologie ein 16-Mbit/s-Token-Ring an. Um Flexibilitaet und Mobilitaet der Arbeitsplaetze, wie sie bei den oft noetigen Umzuegen der Mitarbeiter innerhalb des Gebaeudes erforderlich sind, zu gewaehrleisten, wurden eine universelle Verkabelung und ein dichtes Netz von Datensteckdosen in allen Bueros installiert.

Um den Anspruechen auf Bedienungskomfort und Verfuegbarkeit zu entsprechen, sah das Lastenheft ein zentrales Netzwerk-Management vor. Dieses soll eine schnelle Fehlerdiagnose, kurze Entstoerzeiten und damit eine hohe Verfuegbarkeit des Gesamtsystems gewaehrleisten.

Das vor 16 Jahren errichtete Verwaltungsgebaeude (HV 1) war mit Telefonkabeln ausgestattet, die den Anforderungen nicht mehr genuegten. Deshalb verlegte man im "tertiaeren Bereich" (Verkabelung zu den Endgeraeten) in die vorhandenen Kabelkanaele moderne S/UTP- Kabel der Kategorie 5. Von den drei Elementen aus je vier Adern des Kabels wurden zwei fuer den Datentransfer und das dritte fuer den bereits auf digitale Uebertragung umgestellten Telefonverkehr verwendet. Diese Kabel erfuellen alle Forderungen der Verkabelungsnorm IS 11801 (zum Beispiel maximale Transferimpedanz: 100 mOhm/m bei 10 Megahertz) und verfuegen noch ueber eine deutliche Sicherheitsreserve.

Zudem garantieren Kategorie- 5-Kabel auch Hochgeschwindigkeits- Uebertragungen mit Bit-Raten vom 100 Mbit/s und mehr und stellen so die Migration zu neuen Netz-Technologien sicher. Besondere Aufmerksamkeit widmete man zudem der Auswahl der Stecker. Um die EMVG-Richtlinien zuverlaessig einzuhalten, entschied man sich fuer vollstaendig geschirmte RJ45-Stecker.

Um den Anspruechen des IV-Gesamtkonzeptes gerecht zu werden, entschloss sich WFG im "Primaerbereich" (Campusverkabelung zwischen den Gebaeuden HV1 und HV2) sowie im "Sekundaerbereich" (Verkabelung zwischen den Etagen) fuer Glasfaserkabel mit einer Stern-Topologie (Collapsed Backbone). Der Anschluss der Aussenstellen erfolgte weitgehend ueber das eigene private Fernsprechkabelnetz.

Die hierarchische Struktur des Token-Ring-LAN wurde konsequent auf die beiden Verwaltungsgebaeude und die jeweiligen Etagen uebertragen. Das so konzipierte Netzwerk (siehe Abbildung) besteht aus dem gebaeudeuebergreifenden Primaer- (HV 1 und HV 2), dem Sekundaerbereich mit Glasfaserverkabelung und der Endgeraeteverkabelung. Im dritten Obergeschoss von HV 1 befindet sich ein zentraler Hub mit Backbone-Anschluss. Er verfuegt ueber Ports zu den Hubs in den anderen Etagen in HV 1. Ein separater Port ist fuer den Anschluss des LAN-Segments in HV 2 vorgesehen. Zwischen dem zentralen und den anderen Hubs sind

Bridge-Module geschaltet, die den Datenverkehr im Gesamtnetzwerk entkoppeln. Durch dieses Design entsteht eine Architektur, die das Netz in insgesamt sechs Token-Ring-Segmente unterteilt.

Die in den einzelnen Stockwerken installierten Hubs sind ueber Lobe-Ports beziehungsweise RI/RO-Ports mit dem zentralen Hub verbunden. An den Patch-Feldern in den Etagenverteilerschraenken der einzelnen Geschosse sind die Endgeraete angeschlossen. Wie im Backbone erfolgt auch die Verkabelung zu den Arbeitsplaetzen sternfoermig. Die Zuordnung der einzelnen Endgeraete geschieht ueber flexible Patch-Kabel an den RJ45-Buchsen des Patch-Feldes.

Muss beim Umzug eines Mitarbeiters das Endgeraet im Netz umgeschaltet werden, so ist nur das Umstecken des entsprechenden Patch-Kabels erforderlich. Weitere Arbeiten an der Verkabelung entfallen.

Fuer das zweite Gebaeude der Hauptverwaltung (HV 2), zu dem eine Entfernung von rund 160 Metern zu ueberbruecken war, wurde ein separates Glasfaserkabel verlegt. Damit konnte eine verlust- und stoerungsfreie Uebertragung ohne Einsatz von Repeatern gewaehrleistet werden. Eine im zentralen Hub installierte Bridge stellt sicher, dass sich das gesamte Subnetzwerk in HV 2 so wie jedes andere Etagen-Segment verhaelt.

Kopfzerbrechen bereitete dem fuer die Installation Verantwortlichen die Auflage der Geschaeftsleitung, dass der laufende Betrieb nicht gestoert werden durfte. Deshalb war man gezwungen, das Projekt in einzelne Teile zu zerlegen, die jeweils an einem Wochenende bewaeltigt wurden. Im ersten Schritt entfernten die Netzwerker das alte Fernsprechkabel aus den Schaechten und zogen das S/UTP-Kabel ein. Die vier Adern fuer das Telefonnetz wurden in den Schraenken auf Verteilern aufgelegt und mit der Telefonanlage verbunden, so dass die Fernsprechanschluesse puenktlich zum Dienstbeginn wieder funktionsfaehig waren. Erst dann erfolgte die Installation des Datennetzwerkes. Bei den aktiven Netzkomponenten entschied WFG sich im Bereich der Hubs fuer den mit dem IBM-Hub "6850" baugleichen, modular aufgebauten Token-Ring-Hub der Baureihe "Online-Hub" der Firma Chipcom. Fuer die "Remote-Office"-Loesungen zu den Aussenstellen wurden 3Com-Produkte der "Netbuilder"-Familie eingesetzt. Trotz dieses erheblichen Aufwandes war es moeglich, die Installation des LANs der Hauptverwaltung I in zirka 14 Wochen erfolgreich abzuschliessen.

Ein rund 1500 Kilometer langes Fernmeldekabelnetz, weitgehend zusammen mit dem Ausbau des HD-Rohrleitungsnetzes installiert, bildet die Grundlage fuer den Anschluss der Aussenstellen. Zudem wird das WFG-Kabelnetz zur Zeit mit einer digitalen Multiplex-Technik vom Typ PCM 30 (Pulsecode-Modulation) ausgeruestet. Auf den Hauptstrecken sind bereits zwei Systeme mit insgesamt 60 Nutzkanaelen mit je 64 Kbit/s parallel verfuegbar. In den rund 50 Knoten der PCM koennen die Kanaele einzeln freizuegig per Softwarebefehl geschaltet werden. Die Knoten verfuegen ueber X.21- bzw. V.24-Schnittstellen-Karten, lassen aber auch einen Direktanschluss an das Fernsprechnetz zu. Die Ueberwachung und Konfiguration aller Knoten erfolgt ueber einen zentralen PC in der Hauptverwaltung I. Eine Fehlerfernortung ist ebenfalls in den zentralen Rechner integriert.

Mit der privaten Fernmeldeanlage der WFG lassen sich drei unterschiedliche Aufgaben gleichzeitig erfuellen:

- Das Haustelefon. Ein durchwahlfaehiger Telefonverkehr und der Zugang zum Telekom-Netz sind ueber die zwoelf Knotenanlagen und 36 Nebenstellenanlagen jederzeit moeglich.

- Datenaustausch. Er erfolgt zwischen der Hauptverwaltung und den Aussenstellen ueber die Kanaele der Multiplex-Technik oder entsprechende Modem-Zubringerdienste.

- Ueberwachung und Fernsteuerung. 200 Stationen des Gastransport- und Verteilungsnetzes werden ueber eine Fernwirkanlage realisiert.

Diese Infrastruktur bildete die Voraussetzung fuer das geplante Weitverkehrsnetzwerk (WAN) zur datentechnischen Anbindung der Aussenstellen an die Hauptverwaltung.

Wegen der unterschiedlichen Ausstattung der Aussenbueros wurden zwei unterschiedliche Uebertragungswege in Betracht gezogen. Letztlich entschied man sich fuer eine LAN-zu-LAN-Anbindung, die zwar den Einsatz von Routern erforderte, dafuer aber eine bessere Uebertragungsoekonomie (weniger Overhead im Gesamtnetz, bessere Nutzung der Uebertragungskapazitaeten) versprach.

TCP/IP als Protokoll fuer alle Informationsdienste

Damit sowohl das 3270-Protokoll und das Protokoll fuer den Netzwerk-Server (zur Zeit Netbios) als auch die volle Routing- Faehigkeit der WAN-Komponenten genutzt werden koennen, wurde als einheitliches Protokoll fuer alle Informationsdienste TCP/IP gewaehlt. Es soll im gesamten Netz (LAN und WAN) zum Einsatz kommen, wobei das 3270-Protokoll ueber ein Gateway bereitgestellt wird.

Bei der praktischen Umsetzung der Konzeption teilte man die Aussenstellen in zwei Kategorien ein. Zur Kategorie 1 gehoeren Bueros, die eine volle Router-Funktionalitaet benoetigen. Redundante Verbindungen und eine entsprechende Geraeteredundanz sorgen fuer die noetige Sicherheit. Die Kapazitaet der Uebertragungskanaele ist dabei auf n x 64 Kbit/s ausgelegt. In Kategorie 2 fallen Aussenstellen, die lediglich einen einfachen, nicht redundanten Anschluss erhalten. Als Uebertragungsgeraete waehlte man Router, die auf der "Boundary-Routing"-Technologie von 3Com basieren. Mit diesem Verfahren laesst sich die Funktionalitaet weitgehend in der Hauptverwaltung konzentrieren, so dass die in den Aussenbueros eingesetzten Remote-Office-Router der Netbuilder-Serie von 3Com von der Zentrale aus steuerbar sind.

* Peter Thanisch ist Abteilungsleiter "Rechenzentrumsdienste" bei der Westfaelischen Ferngas AG in Dortmund.