4. Januar 2024

7 Min Lesedauer

    Contents

      Verfasst von Andreas Rüsseler

      CMO of R&M

      Die Nachfrage nach Bandbreite

      Die Betreiber werden die bestehenden öffentlichen Netze – basierend auf FTTN, DSL und anderen älteren Technologien – weiter aufrüsten. Das Streben nach einem stabilen, flächendeckenden Breitbandnetz treibt den unterirdischen Ausbau weiter voran. Mikro-Einblaskabel mit hoher Glasfaserzahl können die Kosten und die Einführungszeit in städtischen Regionen reduzieren, da Kanalsysteme zusätzliche Glasfasern ohne neue Bauarbeiten aufnehmen können.

      Gleichzeitig können die Netze intelligenter werden. Glasfaserkabel mit Sensortechnologie ermöglichen die Überwachung des Zustands der Infrastruktur, die Erkennung von Unterbrechungen und die Bereitstellung von Daten über die Umgebungsbedingungen, was die Wartungs- und Reaktionszeiten erheblich verbessert.

      In unterversorgten Gebieten werden dringend Glasfaserkabel benötigt, aber oft ist der Ausbau wirtschaftlich nicht tragbar. Oberirdische Verkabelung ist eine attraktive – und oft die einzige – Option für einen schnellen und kosteneffizienten Fernausbau. Die Nutzung einer bestehenden Mast-Infrastruktur erspart Erdarbeiten.

      Freiluftkabel können schnell und einfach installiert werden, wobei vertraute Hardware und Praktiken zum Einsatz kommen, was die Installationskosten niedrig hält. Die Verwendung von vorkonfektionierten Kabeln reduziert den Bedarf an Schulung und Erfahrung des Personals sowie an Investitionen in Spleiss- und Prüfgeräte vor Ort. Montagefreundliche Gehäuse und Konnektivität für raue Umgebungsbedingungen sind weitere Schlüssel für einen erfolgreichen Netzausbau.

      Die Akzeptanz von Kabeln mit kleinerem Durchmesser und 180/200-Mikrometer-Fasern sowie Blow-in-Technologien nimmt zu. Das ermöglicht kostengünstigere, skalierbare, zukunftssichere und schnellere Rollouts. Genau dies ist entscheidend für Anwendungen, bei denen die Geschwindigkeitsanforderungen ständig steigen und mehrere Dienste über eine Faser bereitgestellt werden, sowie für die Infrastruktur von Smart Cities und intelligenten Gebäuden. Auch 5G erfordert die schnelle Verfügbarkeit eines engmaschigen Glasfasernetzes, das hohe Datenraten und geringe Latenzzeiten unterstützt. In Verbindung mit FTTH entstehen attraktive Ausbaulösungen.

      Der Blick auf Local Area Networks

      Der Bedarf an schnelleren, zuverlässigeren drahtlosen Verbindungen wird die Einführung von Wi-Fi 6 und Wi-Fi 6E in Gebäuden vorantreiben. Der Ansatz der Software Defined Networks (SDN) wird sich weiter durchsetzen, da er Netzwerkressourcen wie Bandbreite, Server oder Switches in dynamischen LAN-Umgebungen effizient verwalten und orchestrieren kann. Es wird erwartet, dass sich die Konvergenz von Informationstechnologie (IT) und Betriebstechnologie (OT) beschleunigen wird – zusammen mit der Einführung von Power over Ethernet (PoE), IoT-Geräten und Edge-Einrichtungen.

      Ein neuer Begriff wird sich etablieren: Holistic Fiber. Gemeint ist ein einheitlicher und ganzheitlicher Glasfaser-Backbone, der Datennetz und Gebäudeautomation zusammenführt. Dieses Konzept der Konvergenz wird sich immer mehr durchsetzen.

      Die LAN-Konvergenz wird durch die Notwendigkeit vorangetrieben, die Komplexität zu vereinfachen, die Effizienz zu verbessern und die Kosten zu senken. Gleichzeitig werden Funktionalität und Flexibilität verbessert und die Zentralisierung des IT-Ressourcenmanagements vereinfacht. Das sind Voraussetzungen für enorme technische und geschäftliche Effizienzsteigerungen. IT-Systeme lassen sich einfacher konsolidieren, Ressourcen besser auslasten, Kosten senken und Systemintelligenz lässt sich optimal nutzen. Hinzu kommt: Der Energieverbrauch lässt sich verringern.

       

       

      Voraussetzungen für ALL-IP

      Die Einführung eines All-IP-Konzepts erweitert die Einsatzmöglichkeiten des LAN. Es bildet die Infrastruktur für Gebäudenetzwerke und Gebäudeautomation. Wird Power over Ethernet (PoE) auf das LAN aufgesattelt, lassen sich unzählbar viele IP-Endgeräte integrieren.

      Wichtig ist in diesem Bereich die Erschliessung der Decken in Räumen und Stockwerken mit Verteilerpunkten und Outlets, «Digital Ceiling» genannt. Diese vorinstallierte Infrastruktur an der Decke erleichtert es, neue Endgeräte für IP-Services und Gebäudeautomation schnell mit dem LAN zu verbinden. Zonen-Switches, Sensoren, Steuerungen, WLAN-Antennen und andere verteilte Gebäudedienste werden eingesteckt, gleichzeitig über PoE gespeist und mit dem Netzwerk verbunden. Die Digital-Ceiling-Verkabelung unterstützt alle erforderlichen Protokolle auf standardisierte Weise und erweitert herkömmliche RJ45-basierte Datennetze in einer wabenartigen Zonen-Struktur. 25G/40G-Konnektivität wird benötigt, um das WLAN der nächsten Generation, LAN, IT-Infrastrukturen und mehr zu unterstützen. Fortschrittliche Konnektivitätstechnologien werden insbesondere benötigt, um Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax) bereitzustellen.

      ALL-IP heisst: Statt separater Netze für Telefonie, Daten, Gebäudetechnik und Video muss nur noch ein einziges Netz verwaltet werden. Dies kann zu einer Reduzierung der Kosten und der Komplexität der Verkabelung und der Netzwerkverwaltung führen. Alle Geräte der Gebäudetechnik und des Managements können auf die gleiche Weise und ohne Barrieren über Ethernet/Internet Protocol (Ethernet/IP) kommunizieren, wobei das LAN die Kommunikationsinfrastruktur bildet. Internet, Cloud und Smart Grid können im Hintergrund integriert werden. LAN-fähiges IoT kann helfen, den Energieverbrauch zu überwachen und zu steuern, um CO2-Emissionen zu reduzieren, ohne den Komfort oder die Lebensqualität zu beeinträchtigen.

      SPE expandiert das LAN

      Die Verbreitung von Single Pair Ethernet (SPE) beginnt. Durch die Verkabelung mit einem einzigen verdrillten Aderpaar und die Datenübertragung nach dem xBASE-T1-Standard entstehen ganz neue Möglichkeiten für das LAN und die Gebäudeautomation.

      SPE ermöglicht die Integration von Feldgeräten, Sensoren und Aktoren in Ethernet-Umgebungen ohne zusätzliche Gateways und Schnittstellen. SPE eignet sich gut für industrielle Umgebungen, da es lange Übertragungsstrecken bis 1000 Meter unterstützt und Strom und Daten über ein einziges Aderpaar überträgt. Dies vereinfacht den Verkabelungsaufwand und reduziert die Installationskosten.

      SPE kann bis zu 50 W zusammen mit Daten und Steuersignalen (Power over Data Line oder PoDL) übertragen – ideal für das Industrial Internet of Things (IIoT). Es kann konvergente Netzwerke für Daten, Sprache und Video über eine einzige Netzwerkinfrastruktur unterstützen. SPE kann Umweltüberwachungsgeräte wie Luftqualitätssensoren und Thermostate mit Strom versorgen und vernetzen. Schon bald könnte SPE eine wichtige Rolle in der industriellen und Gebäudeautomatisierung sowie in der ferngesteuerten oder zentralisierten Gebäudeverwaltung spielen.

      Die Anforderungen an die LAN-Bandbreite, Stromversorgung von Endgeräten und Übertragungsdistanzen steigen. Das LAN wird künftig nicht nur 10, sondern bis 40 Gigabit/s übertragen müssen. Gleichzeitig soll es PoE und ALL-IP unterstützen. In diesem Umfeld mit multiplen, höheren Anforderungen kann SPE die bestehende Verkabelung ergänzen, aber nicht immer die universelle RJ45-Konnektivität ersetzen. Betreiber sollten sich vor einer Entscheidung über Verkabelung und Anwendungen genau informieren.

      Die Smart City kommt

      FTTH-Netze werden möglicherweise stärker mit Smart-City- und Smart-Home-Infrastrukturen zusammengeführt, die eine Reihe von IoT-Geräten unterstützen. Die zunehmende Konvergenz wird zu wichtigen Synergiegewinnen führen. Die Smart-City-Infrastruktur mit zahllosen mit IP ausgestatteten Geräten, die extrem niedrige Latenzzeiten benötigen, ist ein zunehmend wichtiger Treiber.

      Die Standorte werden leistungsstarke Glasfasernetze benötigen, um 5G, IoT und mehr zu unterstützen. 5G- und die avisierten 6G-Netzwerke nutzen höhere Frequenzbänder, um Multi-Gigabit-Geschwindigkeiten und eine Kommunikation mit geringer Latenz zu erreichen. Sie haben jedoch eine geringere Reichweite und können Hindernisse weniger gut durchdringen. Um dieses Problem zu lösen, ist eine Kombination von 4G und 5G, Small Cells in Gebäuden und im Freien und Macro Cells erforderlich. Dies eröffnet eine breite Palette von Smart-City-Funktionen: autonomer Verkehr, eMobilität, Umweltüberwachung, smarte Strassenbeleuchtung, etc.

       

       

      Das ganzheitliche Glasfasernetz

      Wir gehen davon aus, dass Daten-, Mobilfunk-, Video- und andere Netze in den nächsten Jahren zu einem einzigen kombinierten Glasfaser-Backbone-Netz verschmelzen werden. Zu den Vorteilen gehören geringere Investitionen in den Ausbau und die Wartung, die schrittweise Abschaffung veralteter Technologien sowie eine einheitliche Basistechnologie und einheitliche Schnittstellen.

      Netzbetreiber und Nutzer können sich auf ihr Kerngeschäft konzentrieren und Anwendungen entwickeln, die genau den Anforderungen entsprechen, system- und plattformübergreifend interagieren und immer auf dem neuesten Stand sind. Das bedeutet, dass wir aufhören müssen, in diskreten Netzen und Geräten zu denken, sondern stattdessen Funktionen definieren und Hardware und Software integrieren müssen. Das erfordert Aufmerksamkeit für:

      • Interoperabilität
      • Integration
      • Standards (unter Berücksichtigung möglicher Beschränkungen durch konkurrierende Normen)
      • Überwachung (die über ein einziges Dashboard erfolgen kann)
      • Optimierung (ständige Verwaltung der Funktionen und des Bandbreitenbedarfs der verschiedenen Dienste über viele Gerätetypen hinweg)