LWL-Technologie – In der Praxis hat sich die Installation von Glasfaserkabeln in Weitverkehrsnetzen und im Backbone fest etabliert. Inzwischen erobert die optische Informationsübertragung weitere Stufen der strukturierten Verkabelung. Nach Fiber-to-the-Campus und Fiber-to-the-Office etabliert sich auch Fiber-to-the-Desk.

Stetig wachsende Anforderungen an die Leistungsfähigkeit und Sicherheit von IT-Systemen machen die strukturierte Gebäudeverkabelung zu einem immer komplexeren Thema.

Daher raten Experten bei der Entscheidung zwischen Glasfaser oder traditioneller Kupferverkabelung zu kühler Abwägung des Gesamtpakets und seiner Rahmenbedingungen.Genereller Bestimmungsfaktor für die notwendige Infrastruktur ist der wachsende Ressourcenbedarf der Applikationen.Ausgehend vom bestehenden Traffic im Backbone eines Unternehmens oder einer Behörde stellt sich die Frage nach den künftig erforderlichen Bandbreiten und Responsezeiten für Applikationen wie CAD,DTP,ERP oder auch für bildgebende Verfahren etwa in der Medizin.

Um sämtlichen Anforderungen gerecht zu werden muss die strukturierte Verkabelung technisch leistungsfähig, sicher,migrationsfähig und wirtschaftlich sein. Für den intern absehbaren Migrationspfad sollte ein Zeithorizont von fünf Jahren für Endgeräte und mindestens fünf bis acht Jahren für die strukturierte Verkabelung betrachtet werden.

Effizient und ökonomisch

Wesentliche Vorteile der Glasfaserverkabelung im Vergleich zu Kupferkabeln liegen vor allem in der deutlich höheren Bandbreite und der enormen Reichweite. Zulässige Segmentlängen von 2000 Metern und mehr machen die Aufteilung in Primär-, Sekundär- und Tertiärverkabelung weitgehend überflüssig. Ein direkter Anschluss von Endgeräten an einen zentralen Verteiler ermöglicht zudem den Verzicht auf Etagenverteiler mit der notwendigen Infrastruktur. In modernen Bürogebäuden lässt sich der Bedarf an Fläche, Sicherheit und Wartung so erheblich reduzieren.

Die Verkabelungsstruktur eines solchen Collapsed-Backbone zeichnet sich darüber hinaus im Betrieb durch einen deutlich reduzierten Aufwand für Überwachung,Analyse und Betreuung des gesamten Systems aus.Komplett in Glasfaser ausgeführte Installationen sind entsprechend transparent, effizient und ökonomisch – ein entscheidender Beitrag zur Sicherung der Netzwerkinvestitionen für zukünftige Bandbreitenanforderungen.

Sicherheit bei Installation und Betrieb

Generell besitzen Glasfasernetze gegenüber kupferbasierten Systemen eine deutlich geringere Störanfälligkeit. Führende Anbieter wie 3M Telecommunications bieten sogar eine 20-jährige Garantie auf die installierten Komponenten.

Schon aus rein physikalischen Gründen ist Glasfaser in der Praxis sehr robust. Beispielsweise tritt das Phänomen des Übersprechens zwischen benachbarten Kabeln, Alien-Crosstalk genannt, nicht auf.Aufwändiger Schutz etwa gegen Licht-bogen bei Schweißarbeiten oder starke Felder in Produktionsanlagen entfällt – Lichtwellenleiter benötigen eine deutlich geringere Abschirmung als Kupferkabel.Auch in explosionsgefährdeten Umgebungen erhöht der Einsatz von Glasfaser die Sicherheit deutlich, da keine Potenzialunterschiede auftreten und der erhebliche Aufwand für die sonst notwendige Erdung von Kupferkabeln ausbleibt.

In der Praxis zeichnen sich Lichtwellenleiter durch einen erheblich geringeren Durchmesser aus, mit dem sich zehnmal mehr Links bei gleichem Kanalquerschnitt realisieren lassen. Zusätzliche Bohrungen durch Decken und Wände oder ähnliche Arbeiten fallen nur selten an. Daher ist die Installation in bestehenden Gebäuden mit bereits vorhandenen Kabelwegen besonders schnell und kostengünstig durchzuführen.

Deutlich reduziertes Gewicht gegenüber Kupferkabeln und die dank eines geringeren Kunststoffanteils deutlich gesenkte Brandlast machen eine Installation gerade für denkmalgeschützte Gebäude besonders interessant. Auch in puncto Sicherung sensibler Unternehmensdaten beginnt der Schutz und die Integrität der übertragenen Daten bereits auf Netzebene. Ein immer häufigeres Argument bei der Entscheidung für Glasfaser ist daher die höhere Abhörsicherheit. Sie ist häufig ebenso bedeutsam wie die Sicherung der Netzwerkinvestition für zukünftige Anforderungen durch hohe Bandbreitenreserven.

Migration durch Einsatz hybrider Systeme

Sollen Kupfer-Komponenten erhalten bleiben, bieten sich hybride Systeme an. Gerade bei der Sanierung und schrittweisen Migration bestehender Netze lautet das Motto häufig:Austausch wo nötig, Aufrüstung wo möglich. Der Einsatz von Medienwandlern ermöglicht hierbei einen konsequent modularen Aufbau und sichert die Option einer späteren Erweiterung des Systems selbst bei laufendem Betrieb. Damit kann ein Netzwerk bei steigendem Bedarf an Bandbreite flexibel durch Austausch oder Ergänzung weniger Komponenten sukzessive ausgebaut werden – bis hin zu Fiber-To-The-Desk (FTTD). Das grundlegende Problem der Potenzialunterschiede zwischen Gebäuden oder auch einzelnen Etagen bei der Verwendung von Kupferkabeln wird inzwischen ohnehin häufig durch den Einsatz von Glasfaserverkabelung zwischen diesen Ebenen der strukturierten Verkabelung umgangen.Medienwandler ermöglichen hier die weitere Nutzung vorhandener kupferbasierter Komponenten auf der jeweiligen Verkabelungsebene.

Konvergenz der Applikationen

Die Konvergenz von Kommunikationssystemen wird durch den breiten Erfolg von Applikationen getrieben, die zur plattformneutralen Übertragung das Internet-Protkoll nutzen. Inzwischen ermöglichen IP-basierte Kommunikationsnetze vollständig integrierte Systeme für alle Arten der Sprach-,Video- und Datenkommunikation.

Zunehmend datenintensiver werden Anwendungen etwa in den Bereichen Konstruktion (CAD), Publishing (DTP),Video oder bei bildgebenden Verfahren in der Medizin von Röntgenbildern bis hin zum Kernspintomographen. Relativ neu ist die kombinierte und gleichzeitige Verwendung einer Datenbasis durch mehrere Mitglieder eines – räumlich getrennten – Teams, die völlig neue Arten der Nutzung ermöglicht.

So begann etwa die Sprach-Datenintegration mit der Computer-Telephonie- Integration (CTI). Inzwischen setzt sich dieser Trend mit der vollen Einbindung sämtlicher Ein-/Ausgabe-Schnittstellen in ERP-Systemen, der Produktionssteuerung oder dem Supply-Chain-Management (SCM) fort. Dies alles erfolgt zunehmend in Echtzeit.

Für die Realisierung solcher konvergenter und integrierter Systeme bietet sich der Einsatz von Glasfaserkabeln an, die sich damit ernsthaft als physikalischer LAN-Standard bis hin zum Arbeitsplatz etablieren dürften. Dass dies keine Zukunftsmusik ist, beweist eine neue Generation optimal aufeinander abgestimmter Systeme zur ebenso einfachen, sicheren und schnellen Montage von Fiber-to-the-Desk (FTTD). Die Konfektionierung von Glasfaserverkabelung ist vor allem durch eine neue Steckergeneration deutlich einfacher und somit billiger geworden.Der Einsatz von Steckersystemen,die ein präzises Ausrichten der gegenüberliegenden Glasfasern mittels V-Nut ermöglichen, ist Grundlage für die einfache, schnelle und sichere Installation. Vor der eigentlichen Montage der Buchsen wird die Glasfaser zuerst abgesetzt, die frei liegenden Fasern werden gereinigt, mit Hilfe eines speziellen Werkzeugs geschnitten, poliert und anschließend nochmals gereinigt.Was kompliziert klingt, führt in der Praxis innerhalb kurzer Zeit zu einem betriebsfertigen Ergebnis.Weiterer Vorteil:Neue Steckverbinder wie der VF45 von 3M Telecommunications erreichen eine deutliche Steigerung der Übertragungsqualität und der Stabilität des gesamten Systems.

Standard für Unternehmensnetze

Immer mehr Unternehmensnetzwerke basieren auf (Industrial-)Ethernet. Es eignet sich hervorragend für die strukturierte Verkabelung und wird zunehmend auch für Breitbandanwendungen genutzt.Mit Übertragungsraten von 10 MBit/s bis zu 10 GBit/s – herkömmliche Feldbussysteme in der Fertigungsautomatisierung arbeiten mit Datenraten von lediglich 1 bis 2 MBit/s – bietet Ethernet eine unerreichte Performance für die verschiedensten Anforderungen.

Mit einem Ethernet-LAN lässt sich das Backoffice (Information-Layer) durchgängig mit den speicherprogrammierbaren Steuerungen (PLC) im Fertigungsbereich (Control-Layer) und mit den gebräuchlichen Industrie-PCs,Ein- /Ausgabegeräten und anderen Mensch-Maschine- Schnittstellen zur Maschinensteuerung (Device-Layer) vernetzen. Entsprechende Komponenten sind relativ preiswert und in großer Auswahl am Markt verfügbar.Zudem steht mittlerweile ein großes Anwendungswissen zur Verfügung, um die Daten der Fertigungsebene störungsfrei in das Unternehmensnetz zu integrieren und den Informationsfluss im Unternehmen zu optimieren.

Unternehmen, die ein Ethernet-basiertes Netzwerk nutzen oder implementieren, sind bestens für die Zukunft gerüstet. Zuverlässige Marktprognosen deuten auf steigende Anwen-derzahlen und damit auf sinkende Komponentenkosten hin. So schätzen Experten die jährliche Wachstumsrate für Ethernet-Applikationen in den nächsten drei Jahren auf 100 Prozent. Die ARC Advisory Group berichtet, dass die meisten Zulieferer von Automatisierungstechnik bereits PLCs liefern, die Ethernet-kompatibel sind. Das auf den Markt für Industrieautomation spezialisierte Marktforschungsunternehmen prognostiziert für den Zeitraum bis 2006 eine überdurchschnittlich hohe Steigerungsrate für Industrial- Ethernet-Anwendungen.

Heute wird die Fertigungsebene häufig noch mit Kupferkabeln vernetzt.Moderne Glasfaserlösungen wie das 3M-Volition-System befinden sich jedoch auf dem Vormarsch. Sie sind eine allen gängigen Standards entsprechende wirtschaftliche Alternative am Markt, die Datenübertragungsraten von 10 MBit/s bis zu 10 GBit/s über Längen bis zu 2000 m mit Multimode-Glasfaser und bis zu 10 000 m mit Singlemode-Faser unterstützen. Gerade im industriellen Umfeld bietet die LWL-Technologie allerdings noch weitere Vorteile. So treten bei metallfreien Kabeln keine Probleme bei unterschiedlichen Erdungspotenzialen oder Störungen der Übertragungsqualität bei hochfrequenter oder elektromagnetischer Strahlung auf. Um bei der Migration auf den Austausch teurer aktiver Komponenten zu verzichten, können beispielsweise bei Volition Mediakonverter und Network- Interface-Cards zum Einsatz kommen. Die Fast-Ethernet-Karte besitzt sowohl einen Port für den Anschluss an Glasfasern als auch eine Schnittstelle für die Kupferverbindung. Spezielle Treiber steuern das Umschalten von Kupfer auf Glasfaser. Durch sukzessiven Austausch und Ergänzung weniger Komponenten migriert ein Kupfer/LWL-Hybridnetzwerk bei Bedarf so schrittweise hin zu einer leistungsfähigeren reinen LWL-Lösung.

Elisabeth Overesch,
3M Telecommunications