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Freitag, 28.04.2017

Technik News

Mittwoch 12.03.2014

MXC-Kabel überträgt 800 Gbit/s - Erste Kabel noch 2014 auf dem Markt

Bereits seit einigen Jahren entwickelt Intel in Kooperation mit dem Spezialglashersteller Corning "Silicon Photonics", ein Glasfaserkabel, bei dem Photonen die Datenübertragung übernehmen. Aktuell erreichen die Entwickler damit...[mehr]

Mittwoch 19.02.2014

Flächendeckender Breitbandausbau erfordert deutlich geringere Investitionen als bisher angenommen

Zu diesem Ergebnis kommt eine heute veröffentlichte Studie des Wissenschaftlichen Instituts für Infrastruktur und Kommunikationsdienste (WIK). Statt der bisher prognostizierten 93 Milliarden Euro wäre nach den Modellrechnungen...[mehr]

Mittwoch 19.02.2014

G.fast Standard verspricht Datenübertragungsraten bis zu 1 Gbit/s

Während der Glasfaserausbau vielerorts aufgrund der hohen Kosten nur langsam voranschreitet, arbeiten Alcatel-Lucent und Huawei intensiv an der Standardisierung von G.fast. Der neue Standard nutzt vorhandene Kupferkabelnetze,...[mehr]

Verkabelungsebenen

FTT-X.NET
ftt-x.net - Verkabelungsebenen


Inhouse Verkabelung

Motivation – ‚Das Problem der letzten Meile‘

Geringe Weitsicht in der Planungsphase eines Gebäudeneubaus, ungenügend standardisierte, bzw. schlecht oder gar nicht dokumentierte Kabelinstallationen oder schlicht die Fokussierung auf die falsche Technologie sind Gründe dafür, dass dem Endanwender mangelhafte Breitbandkapazitäten zur Verfügung stehen. Dabei ist die hausinterne Kabelinfrastruktur ebenso wichtig wie die für Energie, Heizung oder (Ab-)wasser. Die Telekommunikation hat in den letzten 15 Jahren enorme Fortschritte gemacht; das darüber beziehbare mediale Angebot im gleichen Maße. Dem muss man nun auch in der Infrastruktur von Liegenschaften Rechnung tragen.

Einheitlich normierte Standards zur gebäudeinternen Vernetzung dienen dabei der Vereinheitlichung grundlegender Netzeigenschaften, wie Topologie, Geräteschnittstellen und die Gliederung der Signalübertragungswege. Ältere Kabelanlagen entpuppen sich aufgrund ihres Alters oftmals als das Problem der letzten Meile. Nicht zuletzt wegen fehlender oder überholter Kabeltechnologien stehen Netzbetreiber und Hausbesitzer vor dem Problem der Wahl des geeigneten Mittels. Während die Überbrückung der Distanz zum eigentlichen Standortbackbone ("Primärverkabelungsebene") durch lange Strecken, wenig Anschlusspunkte und hoher Datenrate charakterisiert wird und damit im Zuge der Breitbanderschließung meist mit erneuert werden kann, ist man in der zweiten (Sekundär-); bzw. dritten (Tertiär-) Verkabelungsebene oftmals auf vorhandene Gebäudeinfrastrukturen angewiesen. Eine Entscheidung für die Neustrukturierung kann teuer werden; ist jedoch bei dem derzeitigen Wachstum der TK-Technologie mancherorts notwendig. Das Alter der reinen Verkabelung birgt hinsichtlich Abschirmung, Dämpfung und Kapazität einen Flaschenhals für die Leistungsmerkmale neuartiger Übertragungstechnologien. Aber auch dem Trend hin zur universellen Nutzbarkeit der Infrastruktur muss ggü. anwendungsgenauer Infrastruktur deutlich mehr Aufmerksamkeit beigemessen werden. Dies wird nur zum Teil umgesetzt.

Zusammenfassung: strukturierte Gebäudeverkabelung

Die kabelgebundene Vernetzung von Gebäuden wird in Primär-, Sekundär, und Tertiärbereiche unterteilt. Diese findet ausschließlich im anwendungsneutralen Kontext Berücksichtigung.

Primärbereich

Der Primärbereich beinhaltet die Verkabelung baulich getrennter Liegenschaften und schließt die Anbindung am Standortbackbone, sowie die Gebäudeverteiler ein. Dieser Bereich wird durch lange Leitungslängen und wenig Anschlüsse charakterisiert. Weiterhin muss eine ausreichend dimensionierte Übertragungskapazität kalkuliert werden. Als Medium eignet sich idealerweise der Lichtwellenleiter, da hier ausreichend Bandbreite und damit einhergehend hohe Übertragungsraten garantiert werden können. Zur Planung leitungsgebundener Verkabelung im Primärsektor sollte auf ausreichend Reserve, im Idealfall 50 Prozent, geachtet werden. Weiterhin gilt es, die maximalen Leitungslängen (LWL 1500 Meter; Kupfer 900 Meter) nicht zu überschreiten.

Sekundärbereich

Der Sekundärbereich ist bereits Bestandteil der Gebäudeinternen Verkabelung und kennzeichnet die Vernetzung der einzelnen Etagen. Wichtige Komponenten dieser Ebene sind die Switches, welche die Daten vom Gebäudeverteiler in die einzelnen Etagen vernetzen. Die Switches befinden sich üblicherweise in Server- oder Netzwerkschränken und bilden damit den Übergang in die Tertiärebene.

Tertiärbereich

In diesem Bereich erfolgt die Etagenverkabelung bis hin zu den Netzwerkdosen, bildet also somit das System zwischen den Etagenverteiler und dem Teilnehmeranschluss. Die Verkabelung in dieser Ebene wird meist durch Ethernetkabel (Twisted Pair UDP/ SDP Cat6 oder ähnlich) realisiert.

Normen, die der Inhouse Verkabelung zugrunde liegen, sind zumeist ein Mix aus Standards verschiedener Technologien (Ethernet, Telefon) und durchaus etwas angestaubt. Dieser Umstand und die eigentliche Motivation der Normierungen, internationale Einigung auf technologischer Basis zu erzielen, bedürfen einer genauen Betrachtung.

Notwendigkeit strukturierter Verkabelung:

  • Gewährleistung und Sicherung der Leistungsfähigkeit produktiver Kommunikations- und Informationsnetzwerke
  • Kompatibilität aktueller Kommunikations- und Informationssysteme, einschließlich Endgeräte
  • Bereitstellung kapazitiver Reserven; bzw. flexible Erweiterbarkeit
  • Anwendungsneutralität und Herstellerneutralität

Zunächst folgt eine Darstellung der wichtigsten Normen, welche in der Praxis Anwendung finden.

Die Europäische Norm EN 50173-1 (in Verbindung mit DIN 47100) und der amerikanische Standard EIA/TIA 568 A basieren auf dem globalen Standard ISO/ IEC 11801.

EN 50173-1

Das Europäische Komitee für Elektrotechnische Normung (CENELEC) hat 1995 die NORM EN 50173 für Anwendungen der TK- und IT- Technik festgelegt und definiert anwendungsneutrale Verkabelungssysteme, sowohl auf Basis symmetrischer Kupferverkabelung, als auch Lichtwellenleiter. Weiterhin werden Topologie und übertragungsrelevante Kenndaten definiert. So wird, speziell bei der Gebäudeverkabelung, ausschließlich eine sternförmige Topologie festgelegt, da diese ggü. der Token oder Bus- Vernetzung deutlich höhere Ausfallsicherheit bietet und zudem viel flexibler ist.

Die EN 50173 ist bezüglich der Gebäudeverkabelung sehr bedeutend. Ursprünglich erfasste sie nur die Kabelanlagen in Bürogebäuden, später wurde ihr Geltungsbereich jedoch um EN 50174, EN 50310 und EN 50346 erweitert und erfasst nun auch industrielle Gebäude, Wohnkomplexe, Rechenzentren.

Diese Erweiterungen sind:

  • DIN EN 50173-1: Anwendungsneutrale Kommunikationskabelanlage
  • DIN EN 50173-2: für Bürogebäude
  • DIN EN 50173-3: für industriell genutzte Gebäude
  • DIN EN 50173-4: für Wohnungen
  • DIN EN 50173-5: für Rechenzentren und für das Gebäudemanagement

Derzeit liegt diese Norm in der Version DIN EN 50173-1:2011 vor.

Um die festgelegten Forderungen dieses Standards zu erfüllen, muss der zu errichtende Channel (Übertragungsstrecke) inklusive Kabel, Stecker, Anschlusskomponenten standardkonform sein. Dies beinhaltet die mit der entsprechenden Prüfmethode qualifizierten Stecker, nach Kabelkomponentenstandard (EN 50288) definierte Kabel, sowie den Anforderungen nach EN 50173-1 (auch zweite Ausgabe). Damit wird den Benutzer ein Weg gezeigt, Verkabelungsanlagen mit Komponenten aufzubauen, welche von verschiedenen Herstellern angeboten werden können und mechanisch und elektrisch kompatibel sind. Systeme eingeschränkter Kombinierbarkeit werden hier nicht berücksichtigt.

Außerdem definiert die EN 50173 die Anforderungen an das Netz in ihren topologisch und administrativ zusammengehörigen und hierarchisch getrennten Geltungsbereichen (Primar-, Sekundär- und Tertiärebenen) – natürlich hersteller- und anwendungsneutral.

ISO/IEC 11801:2002 (mit IEC 189.2)

Die 11801 Norm diente der EN 50173 als Grundlage und beinhaltet prinzipiell die Ethernetstandards, beschränkt sich in der Definition des Übertragungsmediums auf Lichtwellenleiter und Twisted Pair Ethernetkabel. Dabei wird jedoch keine Empfehlung spezifischer Kabeltypen vorgenommen. Die zugrundeliegende geografische Ausdehnung von bis zu 3 Kilometern, bei einer zu versorgenden Fläche von bis zu einer Million Quadratmetern bildet den festgelegten Geltungsbereich, welcher zudem den Anschluss bis zu 50.000 Endgeräten (inklusive adressierbarer Netzwerktechnik) erlaubt. 

Die Norm enthält neben den Vorgaben zur Konformität auch Definitionen zur Konfiguration, Implementierung und Leistung von Kommunikations- und Informationsapplikationen.

Wie unter EN 50173 beschrieben ist auch dies eine hierarchische, unter Anwendung der Sterntopologie, aufgebaute Netzinfrastruktur; welche sich je nach Verkabelungsebene (Primär-, Sekundär- und Tertiärebene) unterschiedlich strukturiert. Somit ist, bei einem Ausfall einzelner Netzsegmente, der Fortbetrieb weitestgehend gewährleistet. Eine bestimmte Topologie in der Tertiärebene ist in 11801 nicht festgelegt.

Des Weiteren werden in den sogenannten Linkklassen Kabel- und Anschlusstypen definiert.

Nordamerika: TIA/EIA 568-A/B

Dies sind von den nordamerikanischen Organisationen EIA, TIA und ITU definierte Normierungen für die farbcodierte Kontaktierung von Twisted Pair Ethernetverkabelung in RJ-45 Steckern.

Die Kabel bestehen aus 8 Adern, welche paarweise verdrillt zu 4 Aderpaaren zusammengefasst werden. Die Verdrillung wird zur Reduzierung des Übersprecheffekts vorgenommen. Die farbliche Codierung der ersten Ader eines Paares besteht aus einer Primärfarbe, i.d.R. weiß, und einer Sekundärfarbe, welche als ‚Strich‘ wahrgenommen werden kann. Die zweite Ader eines Paares verhält sich hinsichtlich der farblichen Markierung komplementär, ist also mit der Sekundärfarbe gefärbt und hat einen Strich in der Primärfarbe.  Die Sekundärfarben sind üblicherweise Grün, Blau, Orange und Braun. Die Zuteilung der entsprechenden Farben variiert je nach Standard/ Normierung; d.h. sie kann abweichen. Das ‚Falschanschließen‘ hat Übersprecheffekte in der Telefonie, bzw. Datenfehler im Netzwerkbetrieb zur Folge.

Obwohl ersatzlos zurückgezogen, wird in Deutschland noch heute oft die farbliche Kennzeichnung der Kabel nach der ehemaligen DIN-Norm 47100 (in Verbindung mit DIN 11801) verwendet.