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LAN-Trends 2020: Eine nähere Betrachtung von Trends und Lösungen im Bereich LAN

LAN-Trends 2020: Eine nähere Betrachtung von Trends und Lösungen im Bereich LAN
Januar 21
11:55 2020

Reichle & De-Massari (R&M) der weltweit tätige Schweizer Entwickler und Hersteller von Verkabelungssystemen für hochwertige Netzinfrastrukturen, präsentiert seinen Marktausblick für 2020. In unserem jüngsten Artikel «Trends für 2020» haben wir verschiedene Entwicklungen in den Bereichen öffentliche Netze, LAN und Rechenzentrumsnetze beschrieben. Nun wollen wir uns die Herausforderungen und Trends und entsprechende Lösungen näher anschauen:

Cloud-Dienste, Fiber to the Home, 5G, IoT und intelligente Gebäude werden auch weiterhin die Netzwerklandschaft verändern. Es werden mehr 5G-Telefone auf den Markt kommen und den Bedarf an Bandbreite in die Höhe treiben. WLAN-Access-Points der neuesten Generation stehen mittlerweile zur Verfügung, und neue Smartphones von Herstellern wie Apple und Samsung sind WiFi-6-fähig, was die Anforderungen an Bandbreite und Backbone-Netze weiter erhöht.

LAN-Trends werden in erheblichem Masse vom Bedarf an intelligenter Gebäudeinfrastruktur beeinflusst, bei der ein breites Spektrum an Funktionen über ein konvergiertes Netz gemanagt und überwacht wird. Dieses Netz muss in der Lage sein, viele (datensammelnde und -verarbeitende) Endgeräte wie Sensoren und Peripheriegeräte mit Strom zu versorgen. Im Idealfall sind Datenkommunikation vereinheitlicht und Stromversorgung integriert, was mit einem «Everything-over-IP»-Ansatz möglich ist.

Single Pair Ethernet (SPE): vereinheitlichte, anwendungs- und herstellerunabhängige durchgängig IP-basierte Übertragung

Die Konnektivitäts-Landschaft ist von zunehmender Standardisierung und Vereinheitlichung geprägt, wobei IP als gemeinsames Medium für zuvor ungleiche Systeme dient. R&M ist eng in die Standardisierung von Single Pair Ethernet (SPE) eingebunden und hält diese Art der Konnektivität für die zentrale Zukunftstechnologie, beispielsweise in intelligenten Gebäuden und bei Industrie 4.0. Die Nutzung von SPE für IP ohne Schnittstelle als Ersatz für den traditionellen Feldbus kann die Schaffung der hohen Anschlussdichte ermöglichen, die für Netze von heute und von morgen erforderlich ist, und macht die Installation schneller und einfacher. SPE funktioniert mit 10BASE-T1 bis 1000BASE-T1, bietet Link-Reichweiten von 15 bis 1000 Metern bei GBit/s-Übertragungsraten und kann Endeinrichtungen per Power over DataLine (PoDL) mit bis zu 50 Watt Strom versorgen.

SPE auf der Basis von xBASE-T1-Protokollen verwendet ein einziges Aderpaar für die Datenübertragung. LAN wird in einer einzigen Zweidrahtleitung mit miniaturisierten Steckverbindern komprimiert, was eine erhebliche Erhöhung der Anschlussdichte von Terminal Equipment ermöglicht. IT- und Feldbuskomponenten werden integriert, Installation und Wartung werden vereinfacht, und Material- und Betriebskosten werden gesenkt. Im Vergleich zu einer traditionellen Ethernet-Verkabelung ermöglicht dieser Ansatz eine deutlich höhere Zahl von Anschlusspunkten. Der Anschluss an das LAN erfolgt über Switches entweder zentral im Stockwerkverteiler oder verteilt in einzelnen Zonen über Service Outlets. Ethernet/IP überträgt grosse Mengen (komplexer) Daten schneller als Feldbussysteme und ermöglicht damit das Sammeln und Verteilen von Daten im gesamten Netzwerk. Synergien senken die Betriebskosten, und es können herstellerneutrale Standardprodukte eingesetzt werden.

«All over IP»: ein integrierter Ansatz für die Vernetzung intelligenter Gebäude

R&M hat LAN und Ethernet/IP-Verkabelung mit den damit verbundenen Technologien wie Wireless LAN, Power over Ethernet (PoE) und Single-Pair Ethernet (SPE) miteinander vereint. Der daraus resultierende «All over IP»-Ansatz ermöglicht digitale Gebäudeautomatisierung, die ausschliesslich das Internet Protocol verwendet. Dies sorgt für ein hohes Mass an Standardisierung, Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit, wobei das LAN die physikalische Kommunikationsschicht und Power over Ethernet zur Verfügung stellt. IP-Geräte und -Netze sprechen «von End to End» dieselbe Sprache und benötigen keine «Übersetzung» zwischen Servern, Betriebssystemen (z.B. über Gateways), Verkabelung und Endgeräten. Gebäude können durchgängig digital vernetzt und gesteuert werden. SPE eignet sich ideal für die Vernetzung zahlreicher kleiner Sensoren und Aktoren. Hinzu kommt, dass Geräte und Systeme, die mit Ethernet/IP-Technologie arbeiten, vergleichsweise kostengünstig sind. Die aktuelle Version des Internet Protocol (IPv6) kann theoretisch etwa 1500 IP-Adressen pro Quadratmeter unterbringen. In der Praxis gibt es keine Beschränkung für die Anzahl der adressierbaren Geräte. Die sternförmige Topologie verringert die Anzahl von Anschlusspunkten und verbessert die operationelle Zuverlässigkeit von IP-Netzen. In IP integrierte Zugangskontrollen und Authentifizierungsmassnahmen verbessern die Sicherheit von Gebäudeautomatisierung.

Die digitale Bürodecke

Die Verkabelung intelligenter Gebäude sollte anwendungsneutral und herstellerunabhängig sein. Hierfür ist die Kombination von strukturierter Verkabelung für Datennetze mit IP die perfekte Lösung. Zudem ermöglicht «All over IP» das Konzept der «digitalen Bürodecke» von R&M. Dieser Ansatz weitet das Datennetz «wabenförmig» über die Decke eines gesamten Gebäudes aus und definiert sogenannte Zonen. Innerhalb solcher Zonen lassen sich Geräte über vorinstallierten Deckenanschlusspunkte (Service Outlets) in die Gebäudeautomatisierung einbinden. Immobilienverwalter oder Mieter profitieren von der Digitalisierung mit «Plug and Play» – bedarfsgerecht, ohne Barrieren, schnell und kostengünstig. Sie müssen lediglich Netzwerk-Switches, Sensoren, Steuerungen, WLAN Access Points und andere verteilte Gebäudedienste einstecken. PoE macht den Anschluss von Anwendungen über nur ein Kabel möglich. Kontakte und Stecker von R&M sind hierfür vorbereitet. Das R&M-Paket unterstützt auch Passive Optical LAN (POLAN). Diese Glasfaserverkabelung für ausgedehnte Systeme wie Flughäfen, Einkaufszentren, Urlaubsorte und Hotels bietet über mehrere Kilometer praktisch unbegrenzte Bandbreite.

Mit der Implementierung intelligenter, konvergierter Netze lassen sich neue energiesparende Technologien und Anwendungen einführen wie intelligentes Management von Gebäudeflächen, Ressourcen und LED-Beleuchtung. PoE kann LED-Beleuchtung in ganzen Gebäuden mit Strom versorgen und jede Leuchte über ihre eigene IP-Adresse ansprechen. Infrastrukturunternehmen können immer mehr Geräte in ihre Systeme integrieren und dabei die Vorteile eines vereinheitlichten Netzwerks nutzen.

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