Leistungsfähige LAN-Strukturen auf LWL-Basis
Fiber to the Office im Gigabit-Zeitalter
Mit dem verbreiteten Einsatz der VoIP-Telefonie erfreuen sich glasfaserbasierende Netzwerke einer Renaissance. Zudem ist die Argumentation gegen ein Glasfasernetzwerk, nämlich die bisherige Errichtung eines separaten Kupferpendants, nicht mehr zutreffend. Ein von Microsens entwickeltes Fiber-to-the-Office-Konzept soll einen sinnvollen Anschluss von Endgeräten an das Glasfasernetzwerk erlauben.
Im Hinblick auf die rapide wachsenden Kapazitätsanforderungen moderner Datennetze lassen sich
die Eigenschaften der Glasfaser, nämlich hohe Bandbreiten in Verbindung mit großen
Übertragungsdistanzen, Unempfindlichkeit gegenüber elektromagnetischen Einflüssen, keine
Störsignalaussendungen (EMV), Potenzialunterschiede und Erdungsfehler von keiner anderen Technik
erreichen. Daher bedeutet die Ins-tallation eines durchgehenden Glasfasernetzes für den Betreiber
eine langfristige Sicherung seiner Investitionen.
Sowohl für bestehende als auch für neu geplante Netzwerke stellt eine intelligente Kombination
von Twisted Pair und Lichtwellenleiterverkabelung die optimale Lösung dar. Durch zentrale
Medienumsetzer und Workgroup-Switches mit Glasfaser-Uplink kann ein kostenattraktives und
zukunftssicheres Netzwerk entstehen.
Mit dem Einsatz neuer Techniken wie 10 Gigabit Ethernet im Backbone-Bereich entstehen auch immer
mehr Gigabit-Anschlüsse innerhalb eines Gebäudes. Dadurch gewinnt die Glasfaser zusätzlich an
Bedeutung. Vor allem die kostengünstige, modulare Auslegung optischer Anschlüsse in Form von
steckbaren Transceivern (SFPs) hat wesentlich dazu beigetragen.
Das aktuelle Hauptaugenmerk von FTTO-Netzwerken richtet sich auf die Switches am Arbeitsplatz.
Diese werden immer leistungsfähiger, was einerseits in der Verwendung neuer Gigabit-Hardware und
andererseits durch immer mehr Software-Features (Firmware) begründet ist. Sicher ist der Einsatz
von Gigabit Ethernet in lokalen Netzwerken (LANs) keine Neuerscheinung. Microsens zum Beispiel
bietet Gigabit-Ethernet-Installations-Switches seit mehreren Jahren an. Der aktuell vermehrte
Einsatz ist allerdings eng mit der Entwicklung der aktiven Netzwerkkomponenten auf zentraler Seite
verbunden.
Dabei rückt die Gigabit-Ethernet-Technik immer mehr in den Edge-Bereich vor, da im Core- oder
Backbone-Bereich vermehrt 10 Gigabit Ethernet zum Einsatz kommt. Die Hersteller der zentralen
Switches haben sich bereits auf die massive Nutzung von Gigabit Ethernet im Egde-Breich
konzentriert. Dieser Trend ist vor allem beim Preisverfall der steckbaren SFP-Transceiver für
Gigabit Ethernet (1000Base-SX) zu spüren.
Einer der wichtigsten Gründe für den Einsatz von Gigabit Ethernet ist der langfristige
Investitionsschutz. Denn wer jetzt in sein Netzwerk investiert, will und muss dieses auf die
Zukunft ausrichten, ohne sofort in den nächsten Jahren nachinvestieren zu müssen. Zudem fordert
auch die User-Seite eine Gigabit-Leistung, da inzwischen bereits ein Standard-PC über einem
Gigabit-Ethernet-Anschluss verfügt.
Gigabit-Leistung im Miniaturdesign
Hersteller von FTTO-Lösungen bieten eine breite Auswahl an aktiven Netzwerkkomponenten zur
Integration in Unterflursysteme und Brüstungskanäle an. Die Gigabit-Ethernet-Version des
Installations-Switches von Microsens befindet sich mittlerweile in der zweiten Generation und
unterstützt auf allen Anschlüssen eine Gigabit- Ethernet-Leistung. Das 45×45-Design erlaubt laut
Hersteller eine werkzeuglose Snap-in-Montage. Neben den geringen Ins-tallationszeiten soll sich
diese Bauform vor allem durch eine breite Unterstützung nationaler und internationaler
Installationssysteme auszeichnen.
Glasfasernetzwerk mit Power over Ethernet
Die intelligente Kombination von Kupfer- und Glasfasermedien am Arbeitsplatz ermöglicht den
Einsatz von Power-over-Ethernet (PoE) auch in glasfaserbasierenden Netzwerken. Vier Jahre nach der
Verabschiedung des Standards IEEE 802.3af ist Power over Ethernet dabei, die Welt der Netzwerk- und
Kommunikationstechnik zu verändern. Immer mehr Hersteller aktiver Netzwerkkomponenten unterstützen
die Speisung ihrer Geräte über den Datenanschluss. Damit werde dem Anwender größtmögliche
Flexibilität geboten, um seine Endgeräte wie PCs, Notebooks, VoIP-Telefone oder Drucker über
gewohnte Kupferleitungen mit dem Netzwerk zu verbinden.
Insbesondere für den Einsatz von VoIP-Telefonen verfügen die Switches über eine integrierte
Power-over-Ethernet-Funktion. Die Speisung der Endgeräte kann an jedem der vier Gigabit Ethernet
(10/100/1000-Base-T) Kupferanschlüsse erfolgen. Dies macht dann separate Netzteile für
VoIP-Telefone, Wireless Access Points oder IP-Kameras überflüssig. Mithilfe von PoE lässt sich auf
diese Weise ein Stromversorgungskonzept realisieren, mit dem vor allem für die VoIP-Telefonie eine
gute Verfügbarkeit zu gewährleisten ist.
Stromversorgung ist entscheidend
Die Stromversorgung des Switches und angeschlossener PoE-Geräte erfolgt über eine gemeinsame
48V-Einspeisung. Um auf allen vier Anschlüssen die normkonforme maximale Leistung von jeweils 15,4
Watt pro Port bereitstellen zu können, müssen dem Switch mehr als 60 Watt an Leistung zugeführt
werden. Insbesondere bei größeren Anlagen summiert sich die Bereitstellung dieser Leistung. So sind
bei 48 PoE-Anschlüssen alleine für die Versorgung der Endgeräte bis zu 720 Watt erforderlich.
Die im PoE-Standard definierten Leistungsklassen ermöglichen eine Optimierung der
Stromversorgung. Diese nutzen die Hersteller allerdings nicht konsequent. Eine an die Applikation
angepasste Dimensionierung der Stromversorgung erfordert die Begrenzung von Maximalleistung der
PoE-Speisung. Dadurch lässt sich eine zentralisierte und gepufferte Stromspeisung auf mehrere
Geräte aufteilen. Um in solchen Fällen eine Überlastung der Stromversorgung zu verhindern und die
Betriebssicherheit des Switches oder des Netzwerks nicht zu gefährden, überwacht die
Microsens-Lösung den Lastzustand der PSEs (Power Sourcing Equipment) durch ein spezielles
Power-Management.
Die Gesamtlast der PoE-Funktion überwacht das System dabei kontinuierlich. Überschreitet sie
eine definierte Maximallast, wird nacheinander die PoE-Speisung einzelner Anschlüsse abgeschaltet,
bis die Maximallast wieder unterschritten ist ("Lastabwurf"). Ein Port dient als Notversorgung für
VoIP-Telefone, das System schaltet ihn nur dann ab, wenn die maximale Port-Leistung überschritten
ist.
Neben der PoE-Funktion verfügen die Switches über eine Managementoption via SNMP/Web/Telnet und
über per PC-basierende Device-Manager-Software. Per Managementwerkzeug ist es zudem möglich,
weitere Konfigurationen für VLANs, Datenpriorisierung und Authentifizierung von Nutzer und
Endgeräten gemäß IEEE 802.1X vorzunehmen.
Das FTTO-Konzept ist seit vielen Jahren erfolgreich und erfährt durch die starke Verbreitung der
VoIP-Telefonie einen weiteren Aufwind. Mit der Integration der Telefonie in das Ethernet (VoIP)
lassen sich erstmalig alle Telekommunikationsanwendungen des Arbeitsplatzes über das Datennetz
realisieren. Mittlerweile wird FTTO nicht nur bei Großprojekten eingesetzt, sondern ist auch bei
kleineren Unternehmensnetzwerken von beispielsweise 50 Teilnehmern zu vergleichbaren Kosten einer
Kupferverkabelung zu verwirklichen.
Die Anforderungen an eine zeitgemäße Gebäudeverkabelung hinsichtlich der Leistungs- und
Zukunftssicherheit wachsen stetig. Das Medium Lichtwellenleiter dringt in modernen Netzstrukturen
immer näher zum Anwender vor. Eine intelligente Kombination der Glasfaser- und konventioneller
Kupfertechnik ermöglicht den Aufbau von Netzen mit hoher Leistung und bietet zudem erhebliche
Kostenvorteile. Schlagworte wie Fiber to the Office und Collapsed Backbone stehen dabei für
aktuelle Konzepte der strukturierten Gebäudeverkabelung, auf deren Basis man bereits heute
Glasfasernetze kosteneffizienter als klassische kupferbasierende Netze realisieren kann.
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