2023 erhält das LAN noch mehr Aufgaben
12. Januar 2023
7 Min Lesedauer
Mehr Bandbreite gewünscht
Die Anforderungen an Ethernet und WiFi steigen dramatisch an, was einen Bedarf an mehr Bandbreite und Netzwerkmanagement mit sich bringt. Die enorme Zunahme von Geräten, die Konvergenz zwischen Systemen, die Intelligenz in Gebäuden und Städten und die sich ändernden Arbeitsweisen treiben die Einführung neuer LAN-Infrastrukturen und -Ansätze voran.
Das anhaltende Wachstum des Cloud-Computing und der Heimarbeit hat das LAN beispielsweise auf Wohnungen und lokales WiFi ausgedehnt.
Technavio* schätzt das potenzielle Wachstum des passiven optischen LAN-Marktes (POLAN) von 2021 bis 2026 auf USD 21,85 Mrd. (CHF 20,58 Mrd.). Grand View Research* erwartet, dass der globale Markt für lokale Unternehmensnetzwerke von 2022 bis 2028 durchschnittlich um 5,3 % pro Jahr wächst.
Der gesamte globale LAN-Kabelmarkt wird laut aktuellen Zahlen von Market Research Future* bis 2030 voraussichtlich um USD 9,6 Mrd. (CHF 9,04 Mrd.) wachsen, während die DellʼOro* Group erwartet, dass der Wireless-LAN-Markt bis 2026 mehr als USD 10 Mrd. (CHF 9,42 Mrd.) gross sein wird.
Netzwerke bauen auf Glasfaser
Glasfaser wird zunehmend zum universellen integrierten Backbone. In wenigen Jahren werden alle Kommunikationsnetze über einen einheitlichen, ganzheitlichen Glasfaser-Backbone laufen. Daten und Gebäudeautomation werden in einem Netz verschmelzen. Zu den Vorteilen gehören einheitliche Technologien und Schnittstellen, geringere Einführungs- und Wartungsinvestitionen sowie die schrittweise Abschaffung älterer Technologien.
Eine Reihe von Trends treibt den Bedarf an Bandbreite und voller Verfügbarkeit und damit an flächendeckenden Glasfasern voran. Wo es sinnvoll ist, werden sie durch Kupferleitungen ergänzt. Zu diesen Entwicklungen gehören IoT mit digitalem Gebäudemanagement, ALL-IP-Netze und Digital Ceiling.
Konvergenz fördert Intelligenz
IP-basierte Konvergenz ermöglicht die gemeinsame Nutzung von (virtualisierten) Ressourcen für verschiedene Anwendungen. Sie ermöglicht ein hohes Mass an Standardisierung, Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit und Unterstützung für neue Dienste. Konvergenz öffnet die Infrastrukturen für mehr Flexibilität, Skalierbarkeit und Einheitlichkeit.
Sie ermöglicht enorme Effizienzsteigerungen, sowohl aus technischer als auch aus geschäftlicher Sicht. Diese betrifft die Zentralisierung der Verwaltung von IT-Ressourcen, die Konsolidierung von Systemen, die Steigerung der Ressourcenauslastung, Energieeinsparungen und Kostensenkungen. Anwender werden die ausgefeilte Systemintelligenz optimal nutzen können.
ALL-IP für mehr Automatisierung
Ein All-over-IP-Ansatz (ALL-IP) dehnt das LAN und Power over Ethernet (PoE) in die Stockwerkdecke aus. So lassen sich Zonen mit vorinstallierten Overhead-Anschlusspunkten bereitstellen, in denen Geräte leicht mit der Gebäudeautomation verbunden werden können. Alle Bereiche der Gebäudeautomation können in ein strukturiertes Lösungskonzept integriert werden.
Durch die Einrichtung von intelligenten konvergenten Netzwerken können energiesparende Technologien und Anwendungen eingeführt werden, wie z.B. intelligentes Management von Gebäudeflächen, Ressourcen und LED-Beleuchtung.
In einem ALL-IP-Netzwerk kommunizieren Gebäudemanagement und Geräte über Ethernet/IP, wobei das Gebäude-LAN eine physikalische Kommunikationsschicht und PoE bereitstellt. IP-Geräte und -Netzwerke sprechen dieselbe Sprache, sodass keine Übersetzung zwischen Sensoren, Endgeräten, Servern, Verkabelung und Betriebssystemen erforderlich ist.
Der Weg zur Smartness
Eine intelligente Stadt integriert physische und digitale Systeme, um städtische Herausforderungen zu lösen und Energieressourcen besser zu nutzen. Ein intelligentes Gebäude nutzt künstliche Intelligenz und Daten, um Facility-Management, Gebäudeautomatisierung, Sicherheits- und Kommunikationssysteme optimal zu betreiben.
Die städtische Infrastruktur wird zunehmend mit dem Internet der Dinge (IoT) verbunden, um städtische Herausforderungen zu bewältigen. In intelligenten Gebäuden sehen wir eine fortschreitende Konvergenz von LAN und Gebäudeautomatisierung. In der Vergangenheit wurden die Funktionen in Haus- und Stadtumgebungen als getrennte «Silos» betrieben, die jeweils einer bestimmten Funktion oder Technologie gewidmet waren.
Für ein Smart Building oder eine Smart City ist dieser Ansatz jedoch einschränkend und ineffizient. Smart Cities müssen Wide Area Networks, Metropolitan Area Networks und Local Area Networks nahtlos integrieren und gemeinsame Plattformen für Design, Integration und Überwachung nutzen.
Zwei Schlüsseltechnologien
In Gebäuden wird sich ein ALL-IP-Ansatz weiter durchsetzen, der die Verkabelung für die Gebäudeautomation, die Datenkommunikation, das Internet der Dinge und mehr zusammenführt und sowohl Kupfer- als auch Glasfaserkabel verwendet. Im Gegensatz zu bisher verfügbaren Feldbussystemen eröffnet All-over-IP bessere Entwicklungsmöglichkeiten für intelligente Gebäude, Fabriken und erweiterte Funktionalitäten. Unterstützt wird dies durch PoE und Single Pair Ethernet (SPE), die sich zunehmend zu Schlüsseltechnologien in intelligenten Gebäuden entwickeln.
Es wird erwartet, dass die Verbreitung von SPE-Verkabelungen, die auf xBASE-T1 und einer einzelnen Zweidrahtleitung für die Datenübertragung basieren, in der Gebäudeautomatisierung weiter zunehmen wird. Anwendungsneutrales SPE ermöglicht die Integration von Feldgeräten, Sensoren und Aktoren in eine bestehende Ethernet-Umgebung ohne zusätzliche Gateways und Schnittstellen.
SPE ermöglicht durch neue Netzwerkstrukturen wie z.B. Digital Ceiling für die Verkabelung der letzten Meter, dass das Gebäudemanagement zunehmend digital und IP-basiert sein kann. Die Fähigkeit, bis zu 50 W zusammen mit Daten und Steuersignalen übertragen zu können (Power over Data Lines, PoDL), macht SPE zu einer idealen Lösung für das industrielle Internet der Dinge (IIoT).
Flexibel mit Digital Ceiling
Wir beobachten rasante Entwicklungen und wachsende Anforderungen an Bandbreite, Leistung und Übertragungswege im Zusammenhang mit dem LAN. Es ist wichtig, zu erkennen, dass Sie keine Lösung für all diese Herausforderungen finden werden, die nur auf einer einzigen Entwicklung basiert.
Zu den Herausforderungen in Bezug auf die LAN-Bandbreite gehören die Hochfrequenzübertragung mit 10 bis 40 Gbit/s, die zuverlässige Fernspeisung für PoE und die umfassende Ethernet/IP-Abdeckung.
PoE muss immer mehr Strom liefern, was wiederum Überlegungen zum Management mit sich bringt. SPE kann die bestehende Verkabelung teilweise ergänzen, aber nicht immer die RJ45-Technologie ersetzen. Es ist eine fundierte Entscheidung von Fall zu Fall erforderlich.
Digital Ceiling – die LAN-Infrastruktur an der Decke – bietet die nötige Flexibilität, um dieser Herausforderung zu begegnen. Es wird zunehmend Dienste bereitstellen, die Gebäudenutzer und -manager in naher Zukunft und in den kommenden Jahren benötigen werden. Es kombiniert die Stärken von PoE, SPE und All over IP. Der Bedarf an schnellen, flexiblen Geräteinstallationen, einschliesslich Strom- und Datenverbindungen, hat zu einer Nachfrage nach einer Ausweitung des Konzepts der «digitalen Decke» auf die ganze Etage geführt.
IoT fördert die Nachhaltigkeit
Mithilfe von Sensoren, Daten und Warnmeldungen kann das LAN-fähige Internet der Dinge (IoT) dazu beitragen, den Energieverbrauch zu überwachen und zu steuern, um den CO2-Ausstoss zu verringern, ohne den Komfort oder die Lebensqualität zu beeinträchtigen. Damit Gebäude energieeffizienter werden können, müssen sie intelligenter werden.
Konvergenz und IP ermöglichen es, Informationen von einzelnen Geräten zu nutzen, um die Leistung anderer Geräte und des Systems als Ganzes zu optimieren, IT und OT zusammenzubringen und mögliche Verbesserungen und Effizienzsteigerungen zu finden. Das lässt sich selbst bei Systemen machen, die über grosse Bereiche und mehrere Standorte verteilt sind.
Die Einführung intelligenter konvergenter Netze fördert auch neue energiesparende Technologien und Anwendungen wie die intelligente Verwaltung von Gebäudeflächen und -ressourcen. Das Internet der Dinge (IoT) mit integrierter Intelligenz, KI-Integration und Datenerfassung verändert die Gebäudeautomation rapide. Es trägt dazu bei, Energie zu sparen, die Nachhaltigkeit zu verbessern, das Fehlerrisiko zu verringern, schnellere Reaktionszeiten und einfache Anpassungen zu ermöglichen und Gebäude verwaltbarer, flexibler und zukunftssicherer zu machen.