Gemeinsames Netz für IT und FM
Konvergente Welten
Eines der heiß diskutierten Themen in der IT-Welt heute ist die Konvergenz. Wie gelingt es, dass ein Teil der Gebäudeinfrastruktur - die Verkabelung - verschiedene Gebäude-Management-Systeme gleichzeitig unterstützt, dabei die Energieeffizienz des Gebäudes verbessert und zugleich noch Gutes für die Umwelt tut?Der Begriff "konvergentes Netzwerk" bedeutet, dass sich mit einer einzigen intelligenten Gebäudeverkabelungslösung die Anforderungen hinsichtlich Sprache, Daten, drahtloser Geräte, Audio/Video, Energie-Management, Beleuchtungsregelung, Brandmelde- und Sicherheitssysteme sowie Heizung, Klimatisierung, Lüftung (HKL) abdecken lassen. Eine solche Lösung bildet den Knotenpunkt zwischen Informationstechnik (IT) und Facility-Management (FM). Mithilfe der strukturierten Verkabelung entsteht ein einziges und umfassendes IP-Ethernet-Netzwerk, bei dem Gebäudeautomationssysteme (BAS) mit Niederspannung einschließlich der per PoE (Power over Ethernet) und PoE+ versorgten Systeme über eine integrierte physische Infrastruktur laufen. Konvergente IP-Netze bringen erfahrungsgemäß gleich ein ganzes Bündel an Vorteilen. Einsparungen sowohl in den Anschaffungs- als auch Betriebskosten und eine verbesserte Energieeffizienz sind sehr überzeugende Gründe. Warum verfährt also nicht jeder so? Möglicherweise wirken bereits vorhandene Systeme wie ein Hemmschuh bei der Entscheidung für eine Umrüstung. Wahrscheinlichster Grund für die schleppende Annahme konvergenter Netzwerkstrukturen ist jedoch der Fakt, dass zwei Funktionsbereiche - FM und IT - gemeinsame "Besitzer" eines Systems werden und nunmehr zusammenarbeiten müssen. Dies erfordert eine Ebene der Kollaboration, die es zuvor nie gegeben hat. Folgendes Szenario ist aufschlussreich: Ein Mitarbeiter betritt mit seinem Ausweis das Gebäude. Bei einer konvergenten IT findet er seinen Arbeitsplatz sogleich beleuchtet vor, und der Netzwerkzugang ist bereitgestellt. Die nächtliche Sparschaltung bei Heizung, Klima, Lüftung sind aufgehoben und an die täglichen Arbeitsbedingungen angepasst. Das gleiche intelligente Gebäude in einem anderen Szenario: Das System löst einen Feueralarm aus. Augenblicklich schalten sich die Notbeleuchtung und Fluchtleitsysteme ein, Notausgänge werden entriegelt, Video- und Audioübertragungen aktiviert. Zeitgleich finden Notabschaltungen kritischer Systeme statt, und Informationen zum Systemstatus und zum Ausmaß des Brandes gehen an das Rettungspersonal. Der Vorzug der intelligenten Infrastruktur Diese und andere Szenarien sind durchaus realistisch, verlangen jedoch ein hohes Maß an Integration und gestalten sich in einer Welt, in der gewöhnlich noch jeder Gebäudedienst über eine separate, dedizierte Infrastruktur verfügt und den ein gesonderter Vertragspartner betreut, vielfach recht komplex. Mit einem konvergenten Ansatz lassen sich diese Dienste auf einfache Weise zusammenfassen. In der Konsequenz verringert sich die Anzahl der benötigten Systembetreuer. Einsparungen, die sich rechnen Die für die Installation eines konvergenten Netzes notwendige Investitionssumme ist geringer, da weniger Material für dessen Verlegung erforderlich ist und es nur einen einzigen Vertragspartner gibt - anstatt mehrerer wie bei der Installation verschiedener Systeme. Langfristig gesehen sind die Kostenersparnisse bei den Betriebskosten noch weitaus größer, da ein intelligentes und konvergentes System energieeffiziente Protokolle unterstützt, die Jahr für Jahr bares Geld einsparen. Sie spielen eine wichtige Rolle für einen nachhaltigen Gebäudebetrieb, was wiederum die ökologische Bilanz des Gebäudes verbessert. Die EPA (U.S. Environmental Protection Agency) beziffert den betriebswirtschaftlichen Nutzen durch Konvergenz und schätzt ein, dass "grüne" Gebäude den Energieverbrauch um bis zu 70 Prozent senken können, etwa durch intelligentes, sensorgestütztes Einschalten und Regeln der Beleuchtung, das speziell an die Bedürfnisse der Gebäudenutzer angepasst ist, sowie durch HKL-Systeme, die automatisch Temperatur und Lüftung regeln. Sind Gebäudebereiche zeitweilig nicht genutzt, schalten die Sensoren auf Sparbetrieb um. Zudem ist es mit einem konvergenten Netzwerk möglich, das Energie-Monitoring für eine Vielzahl von Bereichen abzusichern, wodurch sich sowohl die Bedarfseinschätzung als auch die Sparplanung vereinfachen. Hält man sich vor Augen, dass Gebäude in Europa 40 Prozent der gesamten Energie verbrauchen, wird unmittelbar klar, welches Einsparpotenzial diese Form der kontinuierlichen Bedarfseinschätzung und Verbesserung bietet. Oberster Grundsatz bei intelligenten Gebäuden ist es, nur so viel Energie zu verbrauchen, wie für einen energiesparenden effektiven Betrieb nötig ist. Wie alle anderen Systeme können auch die Energie-Management-Systeme, die den Bedarf überwachen und bedarfsgerecht steuern, über das konvergente Netzwerk laufen. Energieeffizienz lässt sich jedoch wesentlich weiter fassen als nur in den Maßnahmen zur Senkung des Stromverbrauchs und der CO2-Emission. An dieser Stelle kommt die menschliche Arbeitskraft ins Spiel. Hat man nur ein einziges konvergentes Netz, vereinfacht und beschleunigt sich auch die Problemlösung. Die Arbeit gestaltet sich effektiver und für die regelmäßige Wartung ist nur noch ein Vertragspartner nötig. Laut CABA (Continental Automated Buildings Association) sind Kostensenkungen für Serviceverträge von 15 Prozent realisierbar. Moves, Adds und Changes (MACs) lassen sich schneller und kostengünstiger in einem konvergenten System durchführen (laut Schätzung der CABA beträgt die Kostensenkung 20 Prozent). Dabei reduziert sich nicht nur der Arbeitsaufwand, sondern auch die Realisierungszeiten werden kürzer. Im weiteren Sinne setzt sich Effizienz bei sorgfältig geplanten intelligenten Gebäuden ebenso in einer besseren Nutzung der finanziellen Mittel um. Die CABA schätzt, dass sich der Gebäudewert durch intelligente Systeme auf das Zwei- bis Dreifache der Anfangsinvestition steigern kann und der Return on Investment (ROI) drei- bis viermal schneller als bei herkömmlichen Gebäuden erfolgt. Bei der Planung und Verlegung eines konvergenten Netzes verringern sich die benötigte Kabelmenge, der Platzbedarf in den Kabeltrassen und die Kosten der Installation ganz erheblich. Es genügt ein Lieferant und Auftragnehmer statt mehrerer, und demzufolge reduziert sich der Prüfungs- und Wartungsaufwand, was sich nicht nur zum Zeitpunkt der Installation, sondern während der gesamten Betriebsdauer positiv niederschlägt. Für die Verlegung konvergenter Netze mit PoE- und PoE+-fähigen Geräten eignen sich Verkabelungslösungen der Kategorien 5e, 6, 6A, 7 und 7A und Klassen D, E, EA, F und FA in geschirmter und ungeschirmter Ausführung, wodurch sich alle proprietären und Koaxialkabel erübrigen. Ebenso können Multimode- und Singlemode-Glasfaserkabel als Teil einer konvergenten Netzwerkinfrastruktur zum Einsatz kommen, wenn ein Backbone mit höherer Bandbreite vorhanden ist oder größere Distanzen zu überbrücken sind, die über die 100 Meter Channel-Länge des Kupfers hinausgehen. Allerdings sind Glasfasern nicht in der Lage, PoE-versorgte Geräte zu unterstützen. Der wichtigste Aspekt bei der Auswahl eines Verkabelungssystems ist jedoch der Lebenszyklus. Eine maximale Lebensdauer und minimale Wartung verspricht den besten Nutzen aus den eingesetzten Ressourcen. Deshalb sollten die Verantwortlichen zukünftige Leistungsanforderungen mit eingeplanen. Gegenwärtig sind Twisted-Pair-Kupferkabelsysteme der Kategorie 7A/Klasse FA die leistungsfähigsten auf dem Markt, die erheblich mehr Bandbreite als andere 10-GbE-Netzwerkinfrastrukturen bieten. Konvergenz im Doppelpack So wie Konvergenz es ermöglicht, viele Niederspannungsanwendungen über ein integriertes Netzwerk zu betreiben, ist es mithilfe von Cable Sharing möglich, eine Anzahl von Anwendungen mit niedriger Geschwindigkeit und hoher Dichte über mehrere Paare eines vierpaarigen strukturierten Twisted-Pair-Kupferverkabelungskanals zu betreiben. An dieser Stelle könnte man von "konvergenter Konvergenz" sprechen. Die Kostenvorteile des Cable Sharings ergänzen die eines konvergenten Netzes. Diese von den Normen gebilligte Strategie bringt Konvergenz auf eine noch höhere Ebene. Die Reduzierung der benötigten Kabelmenge setzt wertvollen Platz in den Kabeltrassen frei. Gleichzeitig verringert sich die Anzahl der erforderlichen Anschlussdosen und -buchsen. Dies wiederum spart Arbeitszeit und -kosten. Mit Cable Sharing lässt sich die Menge der ungenutzten Adernpaare um bis zu 70 Prozent senken - und alles noch zusätzlich zur Systemeffizienz, die durch das konvergente IP-Netzwerk entsteht. Bei einer typischen konvergenten Netzwerkumgebung sind zahlreiche verschiedene Anwendungen (VoIP, CATV, CCTV, Internet, Sicherheitskameras, Automationssteuerungssysteme, Intercom etc.) installiert, die jeweils nur ein oder zwei Adernpaare zur Übertragung brauchen. Für Cable Sharing reichen einige wenige voll geschirmte Kabel der Kategorie 7A/Klasse FA aus, da es mehrere Niederspannungsapplikationen über ein Kabel unterstützt und alle vier Adernpaare nutzt anstatt nur eines oder zwei. Aufgrund der voll geschirmten Konstruktion sind die Signale, die über die einzelnen Kategorie-7A-Adernpaare laufen, vollständig voneinander isoliert, sodass die Anwendungen sich nicht gegenseitig beeinflussen. Kategorie-7A/Klasse-FA-Übertragungsmedien sind so gut geschirmt, dass zwei PoE-Anwendungen (mit 12,95 W maximale Leistung für jedes stromversorgte Gerät) über einen Übertragungskanal laufen können, wenn die Stromversorgung entsprechend IEEE 802.3-2005 Alternative A erfolgt. Als praktisches Beispiel sei hier die Versorgung mit sechs Diensten erläutert: VoIP, CATV, CCTV, Internet, Sicherheitskameras und Intercom. Bei einer herkömmlichen Verkabelung würde jeder Dienst für sich ein vierpaariges Kabel beanspruchen und entsprechend sechs Anschlussdosen und -buchsen im Arbeitsbereich oder am lokalen Verteilerpunkt (LVP - Zone Box). Ganze 16 Adernpaare bleiben bei diesen sechs Kabeln ungenutzt. Die klügere Lösung ist es, Cable Sharing zu nutzen. Dabei versorgt jeder Arbeitsbereich oder Verteilerpunkt diese sechs Dienste mit zwei Kategorie-7A/Klasse-FA-Kabeln.
Lesen Sie mehr zum Thema
