Konnektivität am Netzwerkrand (FTTE) | Corning

FTTE ist zukunftssicher und bietet Konnektivität, Bandbreite und sichere Stromversorgung in einem Bürogebäude.

Die Digitalisierung und der Trend hin zu einer immer tiefer vernetzen Welt ist seit mehr als 20 Jahren ungebrochen und steckt immer noch in der frühen Phase. Wie Timotheus Höttges auf der Hauptversammlung der Deutschen Telekom 2015 treffend bemerkte: „Alles, was digitalisiert werden könne, werde digitalisiert. Und alles, was vernetzt werden könne, werde vernetzt – Menschen, Maschinen und Produkte.“. Smart Buildings, Industrie 4.0 und M2M Kommunikation sind nur einige Beispiele aus der Vielzahl der Optionen, die unter anderem maßgeblich auch durch das Internet der Dinge (IoT) vorangetrieben werden. Laut Cisco VNI Report gehen die jüngsten Prognosen davon aus, dass sich die Anzahl der IP-fähigen Endgeräte bis 2030 verdoppeln wird. In der Natur der Sache begründet ist unter anderem., dass ein nicht unerheblicher Anteil dieser Endgeräte über Funkprotokolle wie Wi-FI in die Infrastruktur eingebunden wird. Ebenso wird Wi-Fi in einem nicht unerheblichen Maße zum Data-Offloading von mobilen Datennetzen wie 3G, 4G und 5G genutzt und hilft so, die Lastverteilung der mobilen Netze in der Fläche und in Gebäuden zu optimieren.

Infolgedessen hat die Glasfaser verstärkt ihren Weg in das horizontale LAN gefunden. Mit dem Aufkommen von Echtzeit-Anwendungen, die die Aufnahme und Verarbeitung der Daten an der Edge – am Rande des Netzwerks erfordern – wie z. B. Sicherheits-, Telekommunikations-, Life-Safety- und Gebäudeautomatisierungssysteme – sehen sich Unternehmen gezwungen, Daten-Workloads tiefer in das Netzwerk zu verlagern. Insbesondere IP-Kameras und Sicherheitsgeräte sind heute in Innen- und Außenbereichen weit verbreitet, befinden sich aber möglicherweise nicht in der Nähe vorhandener Telekommunikationsräume oder eines PoE-basierten Switches. Dies kann eine ausschließliche Twisted-Pair-Infrastruktur mit Kupferkabeln im Hinblick auf die benötigte Entfernung, Bandbreite, den Platzbedarf und die nötige Flexibilität überfordern. Zwar sind herkömmliche Klasse EA Systeme in der Lage, Bandbreiten von bis zu 10GB/s über 100m inklusive PoE zu transportieren, jedoch weisen aktuelle Wi-Fi 6E Lösungen heute schon einen Durchsatz von > 9,6GB/s auf und die kommende Generation Wi-Fi 7 übertrifft dies noch mit einem Durchsatz von > 30GB/s. Es ist also kein Geheimnis, dass Kupferkabel bei Hochgeschwindigkeitsübertragungen und -kapazitäten sowie -längen an ihre Grenzen stoßen.

Die herkömmliche strukturierte Verkabelung erfordert außerdem eine Vielzahl von Kabeln im horizontalen Pfad, was zu einer erhöhten Komplexität, auch unter Einbeziehung der Konvergenz der Netze und Integration von Gebäudediensten, führt, die im Laufe der Zeit nur schwer zu bewältigen ist. Notwendige Netzerweiterungen und -upgrades von in die Jahre gekommener Installationen sind auch angesichts überfüllter Verteilerräume und Kabelwege eine Herausforderung für jeden Betreiber. Umso mehr und von entscheidender Bedeutung ist es, ein LAN Konzept zu designen und umzusetzen, das den aktuellen und zukünftigen Anforderungen gerecht wird – und das mit minimalen Auswirkungen auf die Gebäude und den Arbeitsalltag der dort ansässigen Unternehmen. Glasfaser ist die offensichtliche Lösung für den Anschluss von Endgeräten im LAN – dies kann direkt oder über Wandler wie Medienkonverter, klassische Bereichsswitche oder optische Netzwerkterminals (Optical Network Terminals; ONTs) in passiven optischen Punkt-zu-Punkt- oder Punkt-zu-Mehrpunkt-Netzen erfolgen.

Fibre to the Edge (FttE), also Glasfaser bis an den Netzwerkrand, ist ideal für Unternehmen, die eine hohe Kapazität und Flexibilität in ihrem Netzwerk benötigen. Glasfaser bietet eine skalierbare Bandbreite, geringe Latenz, sowie die Reichweite und die Flexibilität, die erforderlich sind, um die Anforderungen von Anwendungen wie Wi-Fi der nächsten Generation, hochverfügbare A/V Dienste und 5G innerhalb eines einzelnen Gebäudes oder auf einem großen Campus zu erfüllen. Durch die Reichweite von Glasfaserkabeln können mehrere Geräte über ein einziges Kabel eingebunden werden, das bis zu einem gemeinsamen zentralen Sammelpunkt reicht, von dem aus einzelne Bereiche bis hin zu mehreren Stockwerken versorgt werden können.

Piers Benjamin ist EMEA (Europa, Mittlerer Osten, Afrika) Marketing Manager für Unternehmensnetzwerke. In dieser Funktion ist er für alle Marketingaktivitäten im Bereich traditioneller LAN- und Fiber-to-the-Edge-Technologien in der Region verantwortlich.

Piers kam 2018 als EMEA Marketing Manager für Unternehmensnetzwerke zu Corning Optical Communications. Er verfügt über mehr als 14 Jahre Erfahrung in der Branche und war zuvor unter anderem im Marketing für einen führenden britischen Distributor tätig.

Schlüsselelemente von FTTE

Schlüsselelemente von FTTE

Wie jedes IT-Netzwerk eines Unternehmens besteht auch ein FttE-basiertes LAN aus aktiven (Router, Switches usw.) und passiven (Kabel, Stecker usw.) Komponenten. Wichtige Anforderungen sind:

  • Eine weitreichende, flexible Strom- und Datenversorgung
  • Intelligente Remote-Power-Lösungen
  • Ein Ende der „Rip-and-Replace“-Praxis

In vielen LAN-IT-Architekturen von Enterprise Unternehmen werden die Daten entweder vollständig über Kupferkabel oder über eine Kombination aus Glasfaser-Backbone und Kupferkabel bis zum Endgeräteanschluss übertragen, was Verteilerschränke im gesamten Netz erfordert. Eine FttE-Architektur ist vollständig optisch, die gesamte Datenübertragung erfolgt also über Glasfaser. Dadurch kann das Netzwerk von einem zentralen Geräteraum, dem Hauptverteiler (Main Distribution Frame; MDF), aus in Form eines Collapsed Backbone betrieben werden, wodurch untergeordnete Verteiler (Bereichsverteiler/ Etagenverteiler) überflüssig werden und die Fläche als Nutzfläche genutzt werden kann. Ebenso lässt sich durch die Zentralisierung und Fernspeisung mit Strom direkt positiv Einfluss auf die Kosten für Strom und Kühlung nehmen. Die extrem hohe Bandbreite und Skalierbarkeit, die eine FttE-Architektur auch in Kombination mit WiFi Technologien ermöglicht, wird dem Bedarf nach einer modernen kabellosen Arbeitswelt in einer flexiblen Büroumgebung gerecht. So wird der Bedarf an individueller Verkabelung und Portierung ebenfalls reduziert.

Da Glasfaser an sich ungeeignet erscheint, die Spannungsversorgung von Endgeräten mit zu transportieren – empfiehlt sich der Einsatz einer Verbundverkabelung in FttE Netzen, die sowohl Glasfaser als auch Kupfer enthält. Dadurch wird die Skalierbarkeit und Bandbreitenkapazität von Singlemode-Glasfasern mit den stromleitenden Eigenschaften von Kupfer kombiniert, um sowohl Daten als auch Strom für Geräte am Netzwerkrand zu liefern. Verbundkabel benötigen viel weniger Platz als vergleichbare Kupferdatenkabel, und sind in Bezug auf die Stromdichte, Spannungsabfall und übertragbare Leistung und die damit erreichbare maximale Kabellänge deutlich besser vorbereitet als diese. Hierdurch werden künftige Upgrades auf z.B. neue Wi-Fi Accesspoints vereinfacht und gleichzeitig geringere Wartungskosten in Aussicht gestellt.

Wi-Fi Design und die Anforderungen von Enterprise Kunden

Aktuell verfügbar und in Bereichen schon gut etabliert ist derzeit die sechste Wi-Fi-Generation. Die nächste Generation, Wi-Fi 6E, beginnt sich immer mehr durchzusetzen und bietet eine Erweiterung dieses Standards auf das 6-GHz-Band, wodurch die Netzauslastung erheblich verringert wird. Wi-Fi 7 dürfte in den nächsten ein bis zwei Jahren auf den Markt kommen

Was bedeutet das nun für Gebäudeeigentümer und Betreiber? Um den maximal möglichen Datendurchsatz von Wi-Fi 6E und Wi-Fi7 zu unterstützen, müssten zusätzliche Kabel eingezogen werden. Wie Eingangs schon erwähnt benötigt Wi-Fi 6E bis zu 10G Bandbreite und Wi-Fi 7 bis zu 40G. Letzteres kann mit vier Klasse EA Kanälen basierend auf KAT6A Kabeln bei einer Entfernungsbegrenzung auf 90 m oder mit einem Glasfaser-Verbundkabel erreicht werden, das auch größere Entfernungen für Strom und Daten bietet.

Ein weiterer integraler Bestandteil eines glasfaserbasierten Designs, speziell mit Verbundkabeln, ist die Möglichkeit zur Fernspeisung. Eine zentrale Gleichspannungsversorgung bietet hierzu eine simple Lösung, die je nach Anzahl der benötigten Geräte aufgestockt werden kann. Die zentralen Einheiten können auch entsprechend den PoE-Anforderungen, dem Gesamtbudget und der Entfernung zum Endpunkt aufgeteilt werden. Es gibt viele Lösungen mit großer Reichweite, die Geräte am Rande des Netzwerks unterstützen können – in einigen Fällen sogar über Entfernungen von mehr als 600 Metern.

Kleinspannung von 57V wird direkt an Endgeräte wie interaktive AV-Displays geliefert und in anderen Fällen an kleinere PoE-Switches. So können nahe gelegene Zugangspunkte, intelligente Beleuchtung und IoT-Geräte nahtlos angeschlossen und mit Strom versorgt werden.

Wenn ein Gerät nicht über einen Glasfaser-Eingang und -Ausgang verfügt – zum Beispiel eine Sicherheitskamera – können Wandler wie Medienkonverter das Signal von optisch in elektrisch umwandeln und mit einem kurzen Kupfer-Patchkabel an das Gerät anschließen. Dies ist ein weiterer integraler Bestandteil eines FttE-Netzwerkdesigns, und es gibt hier eine Reihe kostengünstiger Optionen, die 10G-Geschwindigkeiten unterstützen und Abwärtskompatibilität zu 1G- oder 2,5G-Portgeschwindigkeiten sind.

Ein zukunftssicheres Netzwerk

Ein zukunftssicheres Netzwerk

Zwar gibt es immer noch einen Platz für Kupfer in der vernetzten Gebäudeinfrastruktur, aber aufgrund der Limitierungen von Kupferlösungen in Bezug auf Bandbreite, Leistungsdichte und Entfernung sollten Netzwerke so konzipiert werden, dass die Aggregation der Daten und damit der Übergangspunkt von Glasfaser zu Kupfer dichter an den Rand des Netzwerks rückt.

Bei Corning setzen wir dies in unserem globalen Hauptsitz in Charlotte, North Carolina selbst in die Praxis um. Hier haben wir ein FttE-Netz mit mehr als 460 Glasfaserleitungen in Betrieb genommen, die den Hauptverteiler in einem einzigen Raum verlassen und sich über mehrere Stockwerke erstrecken.

Mit FttE verfügen wir über eine zukunftssichere, flexible Infrastruktur, die Konnektivität, praktisch unbegrenzte Bandbreite und eine sichere Spannungsversorgung im gesamten Gebäude bereitstellt. Der geringere Platzbedarf für die Netzwerkausrüstung und die Konvergenz der Dienste – die Zusammenführung mehrerer Netzwerke in ein einziges, rationalisiertes Netzwerk - reduzieren die benötigen Ressourcen. Angefangen bei den Kosten für die Kühlung zusätzlicher Geräte bis hin zu weniger Kabeln – das alles kann einen Unterschied machen.

Piers Benjamin
Corning Optical Communications
Letztes Update: März 2024

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