Mit smarter Gebäudevernetzung per Glasfaser fit für die Zukunft

(28.7.2021) Firmenbüros, Verwaltung oder Schule: Home Office, Videokonferenzen und Distanzunterricht belasten die Netze mit immer größeren Datenmengen, zugleich kommt zunehmend smarte Gebäudetechnik zum Einsatz. Da stößt die vorhandene Kupferkabelinfrastruktur irgendwann an ihre Grenzen. Glasfasern können dann für Entlastung sorgen.

Die Datenmengen, die heute schon und erst recht in wenigen Jahren anfallen, machen es erforderlich, neue Worte zu kreieren – derzeit ist dies die „Zentillion“ (10⁶⁰⁰). Was dabei häufig vergessen wird: diese Daten entstehen nicht einfach in irgendeinem Rechenzentrum oder einer Cloud, sondern sie werden an Büroarbeitsplätzen, in Klassenräumen und von Industrieanlagen erzeugt. Für die strukturierte Gebäudeverkabelung ist die Digitale Transformation eine extreme Herausforderung.

Das smarte Büro(gebäude)

Wenn Max Mustermann seinen Meetingraum bucht, wird nicht einfach nur eine Reservierung in der Raumplanung hinterlegt. Das smarte Haus sorgt rechtzeitig für die von Herrn Mustermann präferierte Raumtemperatur, sorgt nach dem vorangegangenen Treffen für einen schnellen Luftaustausch, regelt wetterabhängig die Luftfeuchtigkeit und schaltet auch die Beleuchtung an, so dass die Meeting-Teilnehmer trotz der heruntergelassenen Sonnenschutz-Jalousien nicht im Dunkeln stehen. Auf dem Smart Screen an der Tür wird das Thema des Meetings und der verantwortliche Ansprechpartner angezeigt, und auch die Anfangszeit des Folgemeetings ist dort bereits vermerkt.

Vielerorts ist ein solches Szenario heute schon Realität - beispielsweise auf dem Campus von Siemens Smart Infrastructure im schweizerischen Zug, der 2018 eröffnet wurde. Hier können nicht nur Meeting-Räume, sondern auch Arbeitsplätze gebucht werden. Mittels der Workplace-App Comfy können schon von zu Hause aus Temperatur und Beleuchtung an jedem einzelnen Arbeitsplatz eingestellt werden. Denn der Arbeitsplatz 4.0 soll nicht nur höchste Funktionalität bieten, die Technik soll auch dazu beitragen, dass der Arbeitnehmer eine Umgebung vorfindet, in der er sich wohlfühlen kann.

Schnell und zuverlässig

Eine der wichtigsten Anforderungen an die Gebäudeverkabelung: Sie muss den schnell wachsenden Datenmengen genügen. Breitbandige Anwendungen wie Videokonferenzen erlebten angesichts der Reisebeschränkungen in der Corona-Pandemie einen Boom, und während der eine vom Home-Office aus sein Online-Meeting mit Kollegen und Geschäftspartnern abhält, sind in benachbarten Wohnungen mit Streaming-Diensten wie Netflix und Spotify weitere Bandbreiten-Fresser am Werk. Egal ob dienstliche Anwendung oder Freizeitvergnügen: Alle Nutzer wollen, dass ihre Anwendungen problemlos funktionieren, ohne Ruckler und Aussetzer.

Darüber hinaus sind im Smart Office oder Smart Building noch mehr Funktionen zu erfüllen: Zugangskontrolle, Brandschutz, Einbruchsüberwachung, Kontrolle und Steuerung von Installationen wie Aufzug, Rolltreppe oder automatische Türen, Videoüberwachung und vieles mehr. Steuerungstechnik, Antriebe und Sensoren sind in einem intelligenten Gebäude eng miteinander verknüpft. Das wiederum stellt extreme Anforderungen an Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit.

Zudem müssen Büroflächen heute wesentlich flexibler genutzt werden können. Wenn Hierarchiestufen entfallen, zeitlich befristete Projektgruppen eingerichtet werden oder der Anteil der Home- und Mobile-Worker steigt, schlägt sich das auch in der Organisation der Büro-Arbeitsplätze nieder – und schnell stellt sich die Frage, ob die Gebäudeverkabelung dem gewachsen ist: Haben PCs, Drucker und lokale Router am geplanten Standort auch wirklich Netzzugang?

Dabei können nicht alle Eventualitäten von Anfang an bedacht werden. Umso mehr kommt es darauf an, dass die Netztechnik anpassungsfähig ist, und mit den technologischen Anforderungen mitwächst. Dass etwa das Verlegen zusätzlicher Leitungen nicht daran scheitert, dass der Etagenverteiler die Zahl der möglichen Anschlüsse oder der einsetzbaren Technologien beschränkt, bestehende Kabelkanäle schon voll belegt sind oder die zusätzliche Verkabelung hohe Kosten verursacht.

Neue Konzepte gefragt

Ob Dienstleistungsunternehmen, Verwaltung, Schule oder Krankenhaus - ohne eine moderne Datenverarbeitung und eine digitale Haustechnik geht heute nichts mehr. Doch der grundlegenden Infrastruktur, der strukturierten Gebäudeverkabelung, wird häufig zu wenig Aufmerksamkeit geschenkt. „Das Erstaunen ist allerdings groß, wenn die Kabel nicht mehr funktionieren – sei es wegen der Überlastung, sei es, weil sie einfach veraltet sind“, so Dr. Gerald Berg, Prozessverantwortlicher Sales & Marketing bei Rosenberger Optical Solutions & Infrastructure (Rosenberger OSI) in Augsburg.

Doch auch wer vorausschauend handeln will, steht vor schwierigen Entscheidungen: Neubau, Erweiterung oder Sanierung? Eine Neu-Installation wird sich in der Regel nur in Gebäuden realisieren lassen, die gerade nicht genutzt werden, beispielsweise bei größeren Umbauten. Dann dürfte sich dieses Konzept auch wirtschaftlich rechnen. Nicht selten sind dagegen Veränderungen im laufenden Betrieb nötig. Dann bleibt nur, die bestehende Infrastruktur zu ergänzen oder in Teilen auszutauschen, um die Verkabelung den genannten Anforderungen – Bandbreite, Latenzen, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit – anzupassen. Dabei ist nicht nur der aktuelle Bedarf zugrunde zu legen, sondern der Planer muss auch die Entwicklung in den kommenden Jahren ins Auge fassen, denn die Digitalisierung wird ungebremst weiter voranschreiten. Sprich: Die benötigten Kapazitäten werden sich weiter stark erhöhen.

Glasfaser löst viele Probleme

In der Vergangenheit wurde der Ausbau der Bandbreite oft einfach über Gigabit-Kup­ferkabel gelöst, die zusätzlich durch vorhandene Kabelschächte und Leerrohre gezogen wurden. Doch aufgrund der elektromagnetischen Eigenschaften von Kupferleitern stößt man hier schnell an Grenzen, denn liegen zu viele Kabel zu eng beieinander, kommt es zum Übersprechen, was Datenraten und Zuverlässigkeit im Netzwerk beeinträchtigt.

Für eine zukunftsorientierte Gebäudeverkabelung bietet sich nach Überzeugung von Rosenberger OSI daher der Einsatz von vorkonfektionierten Lichtwellenleitern (LWL) an, die solche Effekte nicht aufweisen. Sie bieten zudem beeindruckend hohe Bandbreiten, die dem Ansteigen der Datenmengen in den kommenden Jahren gewachsen sind. Denn bislang haben sich die meisten Wachstumsprognosen bestätigt, so dass es ein „Zuviel“ an Bandbreite in der Regel nicht gibt.

Zudem sind Verkabelungsstrukturen, die auf der LWL-Technologie aufbauen, in jeder Hinsicht adaptionsfähig. Innerhalb eines Gebäudes, in dem immer mehr Geräte angeschlossen werden müssen und das Prozessumfeld immer dynamischer wächst, steht damit eine ideale Versorgungsinfrastruktur zur Verfügung. So lässt sich zusammen mit der verbesserten Datenübertragung auch ein effizientes Gebäudeverkabelungsmanagement realisieren.

Einfache, sichere Installation im Steigbereich

Ein Konzept, das schon im Sekundärbereich, also der Steigbereichsverkabelung, Glasfaserkabel einsetzt und dadurch tertiäre Kupferkabellängen auf ein Minimum reduziert, ist das PreCONNECT smartNET von Rosenberger OSI. Möglich wird dies durch den Einsatz eines passiven LWL Consolidation Points im Sekundärbereich.

Die Vorteile sind schnell ersichtlich: Während bei konventionellen Verkabelungslösungen die Kabelkanäle der sekundären Infrastruktur brechend voll sind, führt jeweils nur ein Glasfaserkabel von den LWL-Consolidation Points (CP) zu den Office-Distributoren (OD), die den Übergang zur tertiären Kupferverkabelung bilden. Dadurch können bis zu 40% der Brandschotte für die Kabelverlegung eingespart werden.

Effizientes Verkabelungskonzept

Für viele Installateure ist bei der Entscheidung für ein Verkabelungskonzept jedoch der Übergang zum Tertiärbereich, also im horizontalen Segment hin zum Arbeitsplatz, entscheidend. Komplexität der Technologien, Zeitaufwand und Kosten spielen hier eine Rolle. Hier kann das neue Konzept seine Stärken ausspielen. Der Einsatz eines passiven LWL Consolidation-Points im Sekundärbereich ermöglicht es, die zukunftssichere Glasfaser näher an den Arbeitsplatz zu rücken. Durch das Konzept PreCONNECT smartNET können tertiäre Kupferkabellängen auf ein Minimum (ca. 25 m) reduziert und dadurch erhebliche Kosten eingespart werden. Das Materialeinsparpotenzial im Kupferbereich erreicht 50 bis 75%. Zugleich ist diese Netzwerklösung bereits für Power-over-Ethernet-Anwendungen (PoE) ausgelegt.

Im Tertiärbereich können Office-Distributoren (OD), die entweder stern- oder ringförmig angebunden sind, die bisherigen Etagenverteiler ersetzen. Sie benötigen im Gegensatz zu diesen keinen eigenen Raum, sondern werden im Doppelboden, an der Wand oder an der Decke installiert.

Darüber hinaus bieten die neuen LAN-Konzepte von Rosenberger OSI die Möglichkeit, die Bandbreite dynamisch zu erweitern sowie Datenraten innerhalb eines Gebäudes abteilungs- oder prozessbezogen individuell zuzuteilen. So kann etwa eine Entwicklungsabteilung mit mehreren CAD- oder Videobearbeitungs-Arbeitsplätzen per Netzwerkkonfiguration eine höhere Kapazität erhalten als die Buchhaltung mit einfachen PC-Anwendungen. Als besonders flexibel erweist sich die Lösung auch bei der Umgestaltung der Büroflächen, denn die Erweiterung und Umstrukturierung der Gebäudeverkabelung kann im laufenden Geschäftsbetrieb erfolgen – von der Umgestaltung nicht betroffene Arbeitsplätze müssen also nicht für Netzwerkarbeiten stillgelegt werden.

Weitere Informationen zur Gebäudevernetzwerkung per Glasfaser (PreCONNECT smartNET) können per E-Mail an Rosenberger OSI angefordert werden.