Exklusiver Onlinebeitrag: Smart vernetzt
So wird das Gebäudenetzwerk fit für die Zukunft
Ob Firmenbüros, Verwaltung oder Schule: Distanzunterricht, Homeoffice und Videokonferenzen belasten die Netze mit immer größeren Datenmengen, zugleich kommt zunehmend intelligente Gebäudetechnik zum Einsatz. Da stößt die vorhandene Kabelinfrastruktur irgendwann an ihre Grenzen. Doch aktuelle Glasfaser-Lösungen ermöglichen ein schnelles und wirtschaftliches Netzwerk – sei es als Neuinstallation oder im Rahmen eines Retrofit.
Jährlich erscheinen neue Prognosen der großen Beratungshäuser, die das Fortschreiten der Digitalisierung anhand der erzeugten Datenmengen illustrieren. Die Größenordnungen, die heute und in wenigen Jahren anfallen, machen es erforderlich, neue Worte zu kreieren – derzeit ist dies die Zentillion, die 10 zur 600sten Potenz erhebt. Was dabei häufig vergessen wird: Diese Daten entstehen nicht einfach in irgendeinem Rechenzentrum oder einer Cloud, sondern sie werden erzeugt – vieles davon an Büroarbeitsplätzen, in Klassenräumen und Industrieanlagen. Immer größere Bandbreiten werden deshalb in Bürogebäuden, Schulen und Fabrikhallen benötigt.
Eine der wichtigsten Anforderungen an smarte Gebäude liegt in der Gebäudeverkabelung.
Bild: Rosenberger OSI
Für die strukturierte Gebäudeverkabelung ist die Digitale Transformation eine extreme Herausforderung.
Das smarte Büro(-gebäude)
Wenn Lars Schulze seinen Meetingraum bucht, wird nicht einfach nur eine Reservierung in der Raumplanung hinterlegt. Das smarte Gebäude sorgt rechtzeitig für die von Lars Schulze präferierte Raumtemperatur, sorgt nach dem vorangegangenen Treffen für einen schnellen Luftaustausch, regelt wetterabhängig die Luftfeuchtigkeit und schaltet rechtzeitig 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.
Zumindest in weiten Teilen wird ein solches Szenario heute schon realisiert. 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 Homeoffice 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 automatischen 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 extrem hohe Bandbreiten, die dem Ansteigen der Datenmengen in den kommenden Jahren gewachsen sind. Denn bislang haben sich die meisten Wachstumsprognosen bestätigt, ein „Zuviel“ an Bandbreite gibt es in der Regel nicht. Wer aber später nachrüsten muss, hat dreimal so hohe Kosten zu tragen wie bei einer großzügigen Erstinstallation.
Zudem sind Verkabelungsstrukturen, die auf dieser 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 optimale 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 zahlreichen 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“ zu den Office-Distributoren, die den Übergang zur tertiären Kupferverkabelung bilden. Dadurch können bis zu 40 Prozent 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 intelligente Konzept „PreConnect smartnet“ können tertiäre Kupferkabellängen auf ein Minimum (ca. 25 m) reduziert und dadurch erhebliche Kosten eingespart werden. Das Materialeinsparpotential im Kupferbereich erreicht 50 bis 75 %. Zugleich ist diese Netzwerklösung bereits für Power-over-Ethernet-Anwendungen (PoE) optimiert.
Ein Konzept, das schon im Sekundärbereich, also der Steigbereichsverkabelung, Glasfaserkabel einsetzt und ...
Bild: Rosenberger OSI
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 LAN-Lösungen 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-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.
Fazit
Die Anforderungen an die Gebäudeverkabelung haben sich extrem gewandelt. Einfachere Administration und höherer Automatisierungsgrad im Gebäudemanagement benötigen sichere, zuverlässige Verbindungen innerhalb des Gebäudes sowie nach außen ins Internet. In Sachen Bandbreite gilt es, mit der fortschreitenden Digitalisierung auch in den kommenden Jahren Schritt zu halten. Störungen oder gar ein Komplettausfall des Netzes sind dagegen immer weniger tolerierbar. Ebenfalls verschärft haben sich die Ansprüche in Sachen Flexibilität des Verkabelungskonzepts sowie die Zukunftssicherheit. Denn Innenraumkonzepte werden häufiger geändert, also Arbeitsplätze öfter umpositioniert.
... dadurch tertiäre Kupferkabellängen auf ein Minimum reduziert, ist das „PreConnect smartnet“ .
Foto: Rosenberger OSI
Glasfaser statt Kupferkabel kann viele der genannten Probleme lösen. Dabei stellt der Einstieg in die LWL-Technologie heutzutage keine Hürde mehr dar. Das Verkabelungssystem „PreConnect smartnet“ ist darauf ausgelegt, dass sowohl Konzeption wie Installation und Betrieb nicht komplexer, sondern einfacher werden. Geringerer Materialaufwand beim Kupfer und kürzere Implementierungszeiten zahlen auf die Effizienz beim Retrofit oder der Neugestaltung der Gebäudeverkabelung ein. Brandschutz, geringer Platzbedarf und flexible Anschlusstechnik setzen weitere Pluspunkte in Sachen Zukunftssicherheit.
