Strukturierte Verkabelungssysteme: die Faktendatei

Um die Vorteile, die SCS dieser Branche gebracht hat, besser zu verstehen, müssen wir genau wissen, wie die Gebäude-Netzwerke vor dem SCS-Konzept aufgebaut und eingesetzt wurden.

Zunächst gab es unterschiedliche Netzwerktopologien. Der Einfachheit halber werden wir nur drei betrachten: Bus, Ring und Stern.

Bei einer Bustopologie werden Klemmen an verschiedenen Stellen eines linearen Netzwerkkabels nacheinander angeschlossen. Selbst Ethernet wurde zunächst über ein Busnetzwerk unterstützt.

Die Ringtopologie kann als eine Version der Bustopologie betrachtet werden, bei der die Leitung geschlossen ist und eine Schleife bildet.

Diese beiden Topologien scheinen sinnvoll zu sein, wenn man versucht, die Gesamtlänge der Kabel zu optimieren, aber stellen Sie sich vor, wie schwierig und umständlich es sein kann, das Layout des Netzwerks in einem realen Gebäude zu ändern, oder einfach einen neuen Anschluss hinzuzufügen.

Die physikalische Sterntopologie ist zwar zugegebenermaßen weniger effizient in Bezug auf die Kabelführung, aber sie ist viel flexibler und kann auch Bus- und Ringnetzwerke aufnehmen.

Viele der in den 80er und 90er Jahren gebräuchlichen Computersysteme (IBM Systems 34/36/38 und AS400, IBM 3170/3270, Token Ring, Wang usw.) verwendeten spezifische Übertragungsmedien (Typ 1, Twinax, Koaxial) mit eigenen Steckertypen (nicht dem heute allgegenwärtigen RJ45) und Topologien, die nicht mit anderen Netzwerken interoperabel waren. Das bedeutete, wenn man den Computerhersteller gewechselt hat, musste man höchstwahrscheinlich ein neues Kabel im Gebäude verlegen, oft ohne das alte zu entfernen.

Twinax-Steckverbinder

Ein strukturiertes Verkabelungssystem vereinigt verschiedene Verbindungssysteme, einschließlich der folgenden:

Die komplette strukturierte Konnektivitätslösung kann in sechs diskrete Subsysteme unterteilt werden. Jedes Subsystem bietet Modularität und Flexibilität; Änderungen und Umstellungen finden in der Regel nur in zwei der Subsysteme statt. Konfigurationen für verschiedene Arten der Konnektivität, für neue Anwendungen oder für neue Standards können auch nur wenige Subsysteme umfassen. In Verbindung mit den folgenden sechs Subsystemen ergibt sich ein komplettes, integriertes Verbindungssystem:

 

1. Subsystem Arbeitsbereich

2. Horizontales Subsystem

3. Backbone-Subsystem (Riser)

4. Subsystem Ausrüstung

5. Campus-Backbone-Subsystem

6. Subsystem Verwaltung

Die Planung eines strukturierten Verkabelungssystems ist eine komplexe, fachkundige Aufgabe, für die spezielle Schulungen empfohlen werden (wie etwa die eigenen Schulungsmodule von CommScope), aber es gibt ein paar grundlegende Designprinzipien, die im Großen und Ganzen für die meisten strukturierten Verkabelungsinstallationen gelten:

• IT-Räume sollten generell groß genug sein, um Racks für Verkabelung und Geräte unterzubringen, mit Platz für Wachstum, und sie sollten mit den richtigen Einrichtungen wie Sicherheit, Beleuchtung, HVAC usw. ausgestattet sein.
• Das Backbone (Riser) zwischen den Telekommunikationsräumen sollte richtig dimensioniert sein und Platz für Wachstum bieten. Es ist sehr üblich, Glasfaser im Backbone zu verwenden, um die Unterstützung von zukünftigen Hochgeschwindigkeitsanwendungen zu gewährleisten oder um Verbindungen über 90 Meter zu schaffen.
• Alle Kupfersteckdosen sollten sich in einer Kabellänge von 90 m oder weniger vom Telekommunikationsschrank befinden.
• Informationsanschlüsse sollten generell in allen Räumen vorhanden sein, in denen dies möglich ist. Auch ein Abstellraum kann in der Zukunft zu einem Büro umfunktioniert werden; und da man deswegen nicht neu verkabeln möchte, ist es ratsam, auch in solchen Räumen Informationssteckdosen zu installieren, wie Sie es mit den Steckdosen tun würden.
• Alle Kupferelemente sollten der gleichen Kategorie angehören, da die Systemleistung mit dem Element der niedrigsten Kategorie abgestimmt wird.

Nutzen Sie das interaktive Diagramm unten, um mehr über die verschiedenen Anwendungen und Konnektivitätsprodukte zu erfahren, die in einem modernen vernetzten Gebäude eingesetzt werden.

Intelligente Gebäude tragen dieses Etikett aus mehr als einem Grund. In einem buchstäblichen Sinn ermöglicht die vernetzte Konnektivität zwischen den Systemen eines Gebäudes, dass das Unternehmen im Gebäude automatisch die Sicherheit, die Umgebungsbedingungen, die Beleuchtung, die Kommunikation und andere Faktoren reguliert, was dazu beiträgt, eine anhaltend einladende Atmosphäre zu pflegen, die der dort ausgeführten Arbeit zuträglich ist. Diese vernetzten Systeme werden immer wichtiger für die Effizienz, Effektivität und Wirtschaftlichkeit des Betriebs eines Unternehmens. Bei einer weiter gefassten Definition sind intelligente Gebäude auch ein effektives Mittel für ein Unternehmen, die Effizienz zu steigern, Kosten zu senken und Abläufe zu rationalisieren. Dies ist ein „intelligenter“ Ansatz zur Reduzierung der Betriebskosten und zur Ermöglichung eines flexiblen Wachstumsmodells.

In dem Maße, in dem Unternehmen die Effizienz von intelligenten Gebäuden nutzen, entstehen drei wichtige Anforderungen:

1. Der Bedarf an mobiler Konnektivität innerhalb des Unternehmens, da immer weniger Mitarbeiter an den Schreibtisch gebunden sind, aber eine flächendeckende kabellose Abdeckung benötigen;
2. Die Notwendigkeit, ein zukunftsfähiges Infrastrukturfundament für das sich noch entwickelnde, ständig wachsende Internet der Dinge (IoT) zu legen;
3. Die Notwendigkeit, viele ungleiche oder proprietäre Netzwerke auf eine einzige, einheitliche physikalische IP-over-Ethernet-Netzwerkschicht zu konvergieren.

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Rechenzentren sind eine der komplexesten Netzwerkumgebungen, in denen ein strukturierter Verkabelungsansatz sehr hilfreich oder sogar unverzichtbar sein kann. Angesichts der vielen aktiven Geräte, die miteinander verbunden werden müssen, könnte eine Punkt-zu-Punkt-Methode für die Verbindung dieser Elemente schnell unhandlich werden.

Standards für die Verkabelung von Rechenzentren bieten mehr Details zu den physikalischen Medien und definieren den Kanal, der die Anwendungen unterstützt. Es gibt drei wichtige Normungsgremien für die Verkabelung: TIA, EN und ISO.

Jede dieser Gruppen verfügt über einen allgemeinen Standard, der die strukturierte Verkabelung definiert, sowie über einen Standard speziell für Rechenzentrumsanwendungen, um den Bedarf an höheren Geschwindigkeiten, erhöhter Dichte und einer Reihe von Architekturen zu berücksichtigen. Es gibt zwar Unterschiede zwischen diesen Normen, aber es besteht Einigkeit über die minimal empfohlenen Verkabelungskategorien und Steckertypen.

 

Zusätzlich zur EN50173-5 hat CENELEC die Norm EN 5060024 „Telecommunication Cabling Infrastructure“ entwickelt. Sie konzentriert sich in erster Linie auf die Designanforderungen für die verschiedenen DC-Verfügbarkeitsklassen mit starker Betonung auf Migration und Wachstum.

Faserverlauf

Da das Rechenzentrum möglicherweise Tausende von Glasfaserverbindungen zwischen den verschiedenen Bereichen benötigt, ist es wichtig, all diese Glasfaserkabel richtig zu verlegen.

Glasfaser-Raceway-Systeme haben den Schutz und die Verlegung von Glasfasern revolutioniert. Die Hauptziele sind, Flexibilität zu gewinnen, die Installationszeit zu reduzieren und den richtigen Faserbiegungsradius beizubehalten.

Die typischen Anforderungen an eine solche Laufbahn sind:

• Alle Komponenten für maximalen Faserschutz;
• Beibehaltung eines durchgängigen Mindestbiegeradius von 2 Zoll; 
• Eine große Vielfalt an Komponenten für Systemflexibilität anzubieten; 
• Skalierbarkeit, idealerweise zur Unterstützung von Systemen mit 400 bis 25,000 Patchkabeln. 
• Nicht alle Rechenzentren sind gleich, daher ist eine Vielfalt an Größen wünschenswert: 2x2, 2x6, 4x4, 4x6, 4x12, 4x24 
• Zahlreiche Exit-Styles und -Größen 
• Vertikale und On-Demand Glasfasermanagementsysteme
• Verfügbarkeit eines Konfigurationstools, mit dem Anwender Layouts in ein webbasiertes Tool importieren, gewünschte Laufbahnen in einem 3D-Format entwerfen und detaillierte Zeichnungen und Stücklisten exportieren können, die für eine einfache Installation und Bestellung verwendet werden.

Für weitere Informationen zur Rechenzentrumsverkabelung:

Mit dem überwältigenden Erfolg des Ethernets in der Netzwerkwelt hat sich Power over Ethernet (PoE) als bevorzugte Technologie für die Stromversorgung von angeschlossenen Geräten herauskristallisiert.

Da sich immer mehr vernetzte Geräte wie IP-Sicherheitskameras, Wi-Fi-Zugangspunkte, Wireless-Gebäudelösungen, Gebäudeverwaltungssysteme und LED-Beleuchtungen auf ferngespeiste Energie stützen, wächst die Möglichkeit zu Einsparungen bei den Infrastrukturkosten durch deren Versorgung über bestehende strukturierte Verkabelungen auch weiterhin.

Um eine konsistente PoE-Leistung zu gewährleisten, hat das Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 2003 einen Standard² von 15.4 Watt festgelegt, der von der Stromquelle geliefert werden muss. Heute, da Unternehmen mehr von der PoE-Technologie verlangen, wurde die Arbeit an einem neuen Standard (IEEE 802.3bt) abgeschlossen, der bis zu 90 Watt von der Stromquelle liefert. Dieser Standard, der auch als 4-Pair-PoE oder einfach 4PPoE bezeichnet wird, ermöglicht die Fernspeisung einer breiteren Palette von angeschlossenen Geräten. Er wird auch die Auswirkungen der Kabelerwärmung verstärken, wenn die Energieabstrahlung aus gebündelter Verkabelung erfolgt.

Nützliche Literaturhinweise:

• Richtlinien TIA TSB 184-A für die Unterstützung der Energieversorgung über symmetrische Twisted-Pair-Verkabelung
• ISO/IEC TS 29125 Information Technology—Telecommunications cabling requirements for remote powering of terminal equipment
• CENELEC CLC/TR 50174-99-1 Informationstechnologie – Kabelinstallation – Teil 99-1: Fernspeisung
• NEC NFPA 70 Code
• TIA 569.D-2: Berücksichtigung von zusätzlichen Kabelwegen und Platz zur Unterstützung von Fernspeisung über eine symmetrische Twisted-Pair-Verkabelung
• Überarbeitung ISO/IEC 14763–2 mit Fernspeisungsplanung und Installation in Entwicklung

Typische Verkabelungstopologie

Nützliche Literaturhinweise:

Anleitung zur PoE-Implementierung

Whitepaper: Laying the groundwork for a new level of power over Ethernet

PoE-Rechner

² IEEE 802.3af-2003

Netzwerkinfrastruktur, vor allem die Verkabelung, wird in der Öffentlichkeit oft nicht in ihrem Wert erkannt, weil sie im Verborgenen bleibt: aus den Augen, aus dem Sinn und aus dem Weg. Die meisten Branchengespräche drehen sich heute um drahtlose Netzwerke (entweder gebäudeinterner Mobilfunk oder Wi-Fi) und deren zunehmende Verbreitung. Schon der Name „kabellos“ sagt es: weniger Kabel zu verwenden. Aber der Hauptvorteil von kabellos besteht nicht darin, Geld zu sparen, indem man Kabel ersetzt. Es gibt immer noch eine Menge Kabel in der kabellosen Technologie.

Tatsächlich wird es notwendig sein, „mehr kabellos zu verkabeln“, da kabellose Netzwerke auf immer kleinere Zellen umgestellt werden, um die Kapazität und Abdeckung zu erreichen, die Benutzer und Geräte benötigen. Und mit dem vielbeschworenen Aufkommen des Internet der Dinge wird die Anzahl der erforderlichen Verbindungen voraussichtlich noch steigen.

Ungeachtet der Diskussion über eine zukünftige kabellose Welt wäre ein solcher Ort vermutlich immer noch in hohem Maße von einer Netzwerkinfrastruktur abhängig, die auf Kabeln basiert, auch wenn ein großer Teil davon wahrscheinlich eher aus Glasfaser als aus Draht besteht. Daher müssen alle Infrastrukturüberlegungen mit einem strukturierten Ansatz zur Verkabelung beginnen. Die strukturierte Verkabelung ist der akzeptierte Weg, um mit der Ausbreitung von vernetzten elektronischen Geräten umzugehen. Da ein einziger Kupfer- und/oder Glasfaserkabeltyp eine Vielzahl von Kommunikationsanforderungen erfüllen kann, wird sich die breite Akzeptanz der strukturierten Verkabelung fortsetzen, da sich die Anwendungen von Sprach-, Daten- und Videoanwendungen auf Gebäudeautomationssysteme, Sicherheitssysteme und andere Steuerungsnetzwerke ausweiten. Die verschiedenen Verkabelungsarten haben jedoch Einschränkungen hinsichtlich ihrer Anwendungen und spezifischen Fähigkeiten. Designteams müssen die Wahl sorgfältig unter Berücksichtigung der Gebäudenutzung und Langlebigkeit bewerten.

Es ist zu hoffen, dass heute nur wenige Bauherren auf die Idee kommen, ein neues Büro ohne ausreichende vertikale Kanäle, großzügige Raumhöhen oder Doppelböden zu spezifizieren. Auch einfachere Konstruktionsstrategien für die Sanierung älterer Gebäude werden zur Routine. Konstrukteure finden Wege, um einfachere, billigere und sauberere architektonische Lösungen für Probleme im Zusammenhang mit der Unterbringung von Netzwerken zu erreichen. Außerdem ist es heute weitaus üblicher, dass Kunden, IT-Spezialisten, Facility Manager und all die vielen und unterschiedlichen Mitglieder von Gebäudedesignteams während des Design- und Bauprozesses „am selben Ende des Stranges ziehen“.

Man kann davon ausgehen, dass der Prozess der Verbreitung von Netzwerken in Organisationen nicht abgeschlossen ist und es auch nie sein wird. Wo auch immer, wann auch immer und wie auch immer Verbindungen zustande kommen, es wird immer etwas Ärger und Veränderung mit den Neuerungen verbunden sein. Es besteht jedoch kein Zweifel daran, dass die meisten Organisationen heutzutage in zunehmendem Maße von Kommunikationsnetzwerken abhängig sind und daher die Beziehung zwischen Netzwerken und Gebäudedesign als einfach viel zu wichtig für das Überleben vieler Organisationen angesehen wird, um vergessen oder ignoriert zu werden.

Erfahren Sie mehr über die Bedeutung der kabelgebundenen Infrastruktur hinter „kabellos“ in unserem Faktenblatt über gebäudeinterne Mobilfunknetze.

In den 1990er Jahren boomten lokale Netzwerke (LANs), aber die zukünftigen Anforderungen der Anwendungen erforderten eine größere Bandbreite, als die Kupfer-Twisted-Pair-Systeme der Kategorie 5e bieten konnten. Das Übersprechen im allgegenwärtigen modularen RJ45-Steckverbinder war eine wesentliche elektrische Beeinträchtigung, die eine Erhöhung der nutzbaren Bandbreite verhinderte. Die Entwicklung von Steckverbindern der Kategorie 6, abgestimmt auf komplementäre Kabel und Leitungen der Kategorie 6, löste dieses Problem.

Zusätzlich stellte SYSTIMAX 1997 verbesserte Twisted-Pair-Steckverbinder vor, die die bahnbrechende Technologie der mehrstufigen Kompensation beinhalten. Diese neue Kompensationstechnik ermöglichte Steckverbinder mit drastisch reduzierten Nebensprechpegeln, die in Verbindung mit verbesserten Kabeln und Leitungen die nutzbare Bandbreite des Verkabelungssystems verdoppelten. Die strukturierte Verkabelungsindustrie standardisierte später diese verbesserten Leistungsstufen als Systeme der Kategorie 6, Klasse E in US-amerikanischen, europäischen und internationalen Normen.

Der Schlüssel zum Durchbruch war die Platzierung von mehreren Stufen des kompensierenden Übersprechens an genau kontrollierten Stellen, um die negativen Auswirkungen des störenden Übersprechens wesentlich zu überwinden. Diese weiteren Verbesserungen führten zu noch höheren Leistungsstufen, die 2004 auf dem Markt eingeführt und später von der Industrie als Kategorie 6A, Klasse E_A standardisiert wurden. CommScope erhielt Patente auf die genannten Kompensationsmethoden und Leadframe-Designs.

Die mehrstufige Kompensation erleichterte die Realisierung der Kategorie 6A-Verkabelung, und eine ganze Familie verwandter Patente zu Kompensationsmethoden, Buchsendesign und Lead Frames entstand aus dieser ersten Innovation. Zur Unterstützung des Wachstums der gesamten Branche lizenzierte CommScope seine patentierte Technologie an andere Branchenteilnehmer.

Systeme der Kategorie 6 ermöglichten moderne LANs mit robuster Unterstützung für Netzwerkgeschwindigkeiten von 1 Gbit/s. Systeme der Kategorie 6A ermöglichten 10 Mal diese Geschwindigkeit – bis zu 10 Gbps. Kategorie 6 und Kategorie 6A sind die heute am häufigsten verwendeten Verkabelungslösungen auf dem Markt.

 

 

SYSTIMAX Interaktiv

Ob Netzwerkkonvergenz, Leistung und Daten, IoT oder andere Anwendungen – SYSTIMAX kann Ihnen helfen, die schwierigsten Herausforderungen zu meistern – heute und morgen.

Startumgebung

 

• Erfahren Sie mehr über Kupferverkabelungstechnologie
• Erfahren Sie mehr über Glasfaserverkabelungstechnologie

Um den besten Nutzen aus SCS zu ziehen, müssen Standards ratifiziert und eingehalten werden. Die IT-Branche hat die wichtige Rolle der strukturierten Verkabelung erkannt und Standards entwickelt, die die Fähigkeiten und Funktionen dieser Lösungen umfassen, darunter die folgenden.

In den Bereichen Telekommunikation, intelligente Gebäude und Verkabelung zeigen die Organisationen für die Entwicklung von Standards eine beachtliche Zusammenarbeit, indem sie praktikable Lösungen für den wachsenden Kommunikationsbedarf anbieten. Es sind ständig zahlreiche neue und aktualisierte Normen in Entwicklung. So haben die International Organization for Standardization (ISO) und die International Electrotechnical Commission (IEC) kürzlich den ersten internationalen Standard für automatisiertes Infrastrukturmanagement (AIM) veröffentlicht.

CommScope ist sehr aktiv in Standardisierungsorganisationen und hat derzeit Mitarbeiter, die Komitees leiten, technisches Fachwissen zur Verfügung stellen und dabei helfen, Standards bis zur erfolgreichen Veröffentlichung und Einführung voranzutreiben. Mehrere CommScope-Mitarbeiter wurden sogar mit Auszeichnungen für ihre Dienste für die IEC, das Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) und die Telecommunications Industry Association (TIA) geehrt. Für unsere Kunden ist es wichtig, dass wir auf dem neuesten Stand der Entwicklung der Netzwerktechnologie bleiben.

Im E-Book Verbundene und effiziente Gebäude gibt CommScope einen Überblick über die Organisationen, die sich am meisten mit Verkabelungs- und Konnektivitätsstandards für intelligente Gebäude beschäftigen.

Die SYSTIMAX-Lösung von CommScope erfüllt oder übertrifft die oben genannten Standards.

Die Digitalisierung des Unternehmens ist heutzutage ein wettbewerbsrelevanter Imperativ. Moderne Anwendungen entwickeln sich schnell weiter und nutzen eine breite Palette von Diensten und neuen Technologien, die eine schnellere Wertschöpfung für neue Anwendungen ermöglichen und die Skalierung und den Umfang mit dem Ziel verbessern, Ihre Kunden zu bedienen, wann und wo immer sie mit Ihrem Unternehmen in Verbindung treten. Neue Design-Tools sind erforderlich, um die Planungsphase zu beschleunigen und mit den Kapazitäts- und Leistungsanforderungen Schritt zu halten, während gleichzeitig ein optimaler ROI der Infrastruktur erzielt wird.

Um solche Herausforderungen zu meistern, bietet CommScope eine Reihe von Tools an, die das Design, die Bereitstellung und die laufende Erweiterung zur Unterstützung der Hochgeschwindigkeitsmigration von Glasfaserverbindungen vereinfachen. Zum Beispiel definieren die SYSTIMAX®-Leistungsspezifikationen spezifische Kanaltopologie-Grenzwerte für SYSTIMAX-Verkabelungslösungen für eine breite Palette von Anwendungen. Zusätzlich liefert der SYSTIMAX Fiber Performance Calculator die Dämpfungsberechnungen für einen vorgeschlagenen Verkabelungskanal und bestimmt gleichzeitig, welche Anwendungen der Kanal unterstützen wird. CommScope steht hinter den Leistungsspezifikationen (verfügbar auf der CommScope-Website) und der Analyse des Fiber Performance Calculator mit Garantie* für alle unterstützten Anwendungen. Die oben genannten Werkzeuge ermöglichen nicht nur eine schnelle Design-Exploration, sie bilden auch die Grundlage für unsere einzigartige SYSTIMAX Application Assurance. Unter den Bedingungen der 25-jährigen erweiterten Produktgarantie und Anwendungsgarantie von CommScopes garantieren wir, dass die Verkabelung den Spezifikationen entspricht und dass die Anwendungen gemäß den Leistungsspezifikationen funktionieren, in vielen Fällen über die in den Standards angegebenen Entfernungen und Kanalkomplexitäten hinaus. Die Systemgarantie enthält die Details zu den Bedingungen unserer Application Assurance.

In unserem Anwendungsleitfaden unten finden Sie einen Überblick über diese Tools sowie praktische Beispiele, die zeigen, wie sie zur Planung der Anwendungsleistung über einen bestimmten Kanal mit SYSTIMAX-Glasfaserverkabelung eingesetzt werden können. Das Ergebnis ist verifizierter Anwendungssupport, validierte Installationsleistung und eine End-to-End-Anwendungsgarantie, die von CommScope und seinem umfangreichen PartnerPro®-Netzwerk zertifizierter Installationspartner unterstützt wird.

Zu den Vorteilen einer strukturierten Netzwerkinfrastruktur gehören geringere Material- und Arbeitskosten, eine einzige Installationskraft für die Verkabelung, ein einziger Ansprechpartner für die Systemintegration, ein geringerer physischer Platzbedarf, niedrigere Umzugskosten, geringere Wartungs- und Verwaltungskosten sowie die Möglichkeit, mit größerer Leichtigkeit, weniger Risiko und geringeren Kosten auf neue Technologien zu migrieren.

Die ideale strukturierte Netzwerkinfrastruktur ist nicht nur die Verwendung einer bestimmten Kategorie von Verkabelungsprodukten (Kategorie 5e, 6, 6A, etc.) im Gebäude. In der Tat könnte eine Infrastruktur eine Mischung aus Twisted-Pair- und Glasfaserverkabelung haben, aber wichtig ist auch das Design, die Installation und das laufende Management. Das Konzept besteht darin, einmal zu verkabeln.

Die zusätzlichen Material- und Arbeitskosten, die bei der Implementierung einer echten strukturierten Netzwerkinfrastruktur anfallen, sind minimal im Vergleich zu den höheren Arbeitskosten, die bei der Aufrüstung und Neuverkabelung zu einem späteren Zeitpunkt anfallen.