Digital Ceiling – Die digitale Welt in der abgehängten Decke und der Einfluss auf die Tertiärverkabelung

In vielen Gebäuden, ähnlich wie in privaten Wohngebäuden, macht es den Anschein, dass weniger Netzwerkverkabelung auf Basis von Twisted-Pair-Installationskabeln und RJ45-Steckverbindern gebraucht wird. Die Verbindung für die herkömmlichen Netzwerkgeräte zur reinen Datenübertragung wird entweder durch kabelloses Netzwerk abgedeckt, oder durch die Glasfaserverkabelung abgelöst. Demgegenüber stehen zahlreiche gegenwärtige und zukünftige Anwendungen, die aufgrund der gleichzeitigen Übertragung von Daten und Energie eine Kupferverkabelung unabdingbar machen. Nicht zuletzt der Wireless Access Point (WAP) selbst braucht eine Anbindung an das Netzwerk, um die Vielzahl an mobilen Endgeräten in allen Bereichen abzudecken, die volle Leistung zu bieten und gleichzeitig über Power over Ethernet (PoE) mit Energie versorgt zu werden. Die PoE-Technologie ist seit geraumer Zeit wesentlicher Bestandteil der Netzwerktechnik. Dabei wird neben den Daten auch Energie über RJ45-Steckverbinder und Twisted-Pair-Kabel übertragen, um die Endgeräte gleichzeitig mit Strom zu versorgen. Die Energieversorgung über die Netzwerkverkabelung tendiert in immer höhere Leistungsklassen, Stand heute bis zu 90 W (IEEE 802.3bt). Die Standardisierung der Energieversorgung in PoE-Klassen wird durch immer mehr neue Geräte und Anwendungen auf Basis der PoE-Technologie getrieben. Umgekehrt ist es auch für immer mehr Geräte und Anwendungen eine attraktive Lösung. Von der Sicherheitstechnik über Multimedia Anwendungen bis zur Beleuchtung, PoE und Ethernet selbst stellen eine effiziente Infrastruktur für die Energieversorgung bei gleichzeitiger Datenübertragung über nur ein Kabel und einen gängigen Steckverbinder dar. Eine ideale Voraussetzung für ein intelligentes Gebäude- und Energiemanagement.

Digital Ceiling – Wandel der Tertiärverkabelung

Unter dem Thema Digital Ceiling im Bereich Netzwerktechnik kann man gewissermaßen die digitale Decke verstehen. Das bedeutet die Integration von beispielsweise intelligenter PoE LED-Beleuchtung, Sensoren, -maßgeschneiderter WAPs für jeden Arbeitsplatz und weiterer Ethernet- & Power-over-Ethernet-Anwendungen in der abgehängten Decke.

Grundbestandteile für Digital Ceiling:

Basis

• Netzwerkinfrastruktur/-verkabelung
• Switche mit PoE für Datenaustausch und Energieversorgung als zentrale Schnittstelle
• netzwerkfähige Sensoren und Aktoren mit IPSchnittstelle
• Software für die Datenerfassung, -analyse, -auswertung und zur Steuerung

Aktoren/Geräte für verschiedene Anwendungen

• intelligente Beleuchtung
• Klimaanlagen, Belüftung oder Heizung
• Sicherheitssysteme
• Zutrittskontrolle
• etc.

Zusammenfassung der Tertiärverkabelung in der abgehängten Decke – Ziele und Vorteile

• Zusammenführung von vielen Gebäudeleit- und Gebäudeautomatisierungssystemen zu einem
• Zusammenführung unterschiedlicher, proprietärer Verkabelungslösungen für die jeweiligen Anwendungen/Systeme zu einem
• neue intelligente Anwendungen mit Niederspannungsversorgung
• Steigerung der Energieeffizienz
• Kosteneinsparungen
• geringe Installations- und Betriebskosten
• einfache, schnelle, variable und gut zugängliche Installation, neu oder Nachrüstung
• einfache Deckenmontage im Niederspannungsbereich
• Einrichtung und Konfiguration über Software oder mobile App
• eine Verkabelung für Datenübertragung und Energieversorgung

Verlagerung der Netzwerkinfrastruktur in die Decke

In der heutigen Büroumgebung sind die meisten Netzwerkanschlüsse in der Nähe der Arbeitsplätze in Brüstungskanälen und Bodentanks untergebracht. Neben den technologiegetriebenen Endgeräten mit Netzwerkanbindung führt auch die zunehmende Leistungsfähigkeit von PoE zu einer steigenden Attraktivität für die Netzwerkinfrastruktur. Viele PoE-Anwendungen werden nicht mehr zwangsläufig an den Anschlussdosen in der Wand, dem Brüstungskanal, den Tischlösungen oder Bodenauslässen angeschlossen. Zunehmend wandern diese Anschlüsse in die Decke wie z.B. bei WAPs, Sicherheitskameras, Projektoren, an Präsentationswänden für z.B. Digital Signage, sowie auch außerhalb von Gebäuden an Außenwänden oder Laternenmasten. Diese unkonventionellen Anschlussorte fordern neue Wege der Netzwerkinfrastruktur.

Hintergrund ist eine flexible, einfache, zugängliche und kostengünstige Änderung der Verkabelung beim Umziehen, Hinzufügen oder Entfernen von Endgeräten. Der Vorteil liegt in den kürzeren Strecken, die nachgezogen werden müssen. Sie sind einfacher zugänglich und die Eingriffs- und Unterbrechungszeiten sind kürzer. Mit zunehmenden IP- und PoE-fähigen Endgeräten und speziell in offenen Großraumbüros wird dadurch eine langfristige Einsparung an dieser variablen und flexiblen Infrastruktur gesehen. Der Service Concentration Point macht mit einem Abstand von mindestens 15 m vom Etagenverteiler Sinn. Auch mit dieser Infrastruktur soll die Link-Länge von 100 m nicht überschritten werden.

In Anbetracht einer optimalen Ausleuchtung der Helligkeit der PoE-Beleuchtung, oder Signalstärke des WLAN, sowie der Anbindung weitere Ethernet- und PoE-Anwendungen je Arbeitsplatz, sollte die Abdeckung einer Zone den Radius von ca. 13 m, für eine Zelle von ungefähr 18 m auf 18 m, nicht überschreiten (Richtwert anhand der empfohlenen Zellgröße für WLAN nach TIA TSB-162-A mit r = 13 m und ISO/IEC TR 24704 mit r ≤ 12 m). Je nach Anzahl der Endgeräte und dementsprechend Ports innerhalb solcher Zonen, muss die Größe der SCPs, aber auch Service Outlets eruiert werden. Diese können nicht pauschal festgelegt, sondern müssen projekt- und anwendungsspezifisch variabel ausgelegt werden. Für die Gestaltung eines SCPs sollte die Anzahl der Endgeräte, sowie freie Kapazitäten für zukünftige Anwendungen eingeplant werden. Mit 20 bis 50 % freien Kapazitäten sollte ausreichend Flexibilität für zukünftige Anwendungen vorhanden sein. Der SCP sollte je nach Größe trotzdem möglichst leicht zugänglich sein. Daher sind SCPs mit über 96 Ports eher ungünstig in der Handhabung.

Bei vielen Endgeräten, unterschiedlichen Anwendungen und Dienste besteht auch die Möglichkeit auf zwei benachbarte SCPs auszuweichen. Z.B. ein SCP mit aktiven Geräten oder reiner Verkabelung für die PoE Beleuchtung und ein SCP für alle weiteren Anwendungen und Dienste.

Komplette Zonenverkabelung über die abgehängte Decke
Von der Anwendungsspezifischen in die anwendungsneutrale Netzwerkverkabelung

Heute gibt es schon zahlreiche Geräte und Verkabelungen in der abgehängten Decke, jedoch sind das oft proprietäre Systeme mit anwendungsspezifischer Verkabelung. Beispielsweise Heizung-Klima-Lüftung, Zutrittskontrolle, Beleuchtung, Sicherheitskameras, WLAN, Brandmeldetechnik etc.
Bei Anwendungen die bereits seit längerer Zeit über die Netzwerkverkabelung verbunden werden, wie beispielsweise WLAN Access Points oder IP-Kameras, kommen dennoch die wildesten Verkabelungslösungen zum Vorschein.

Eine Hilfe ist eine definierte und standardisierte Netzwerkinfrastruktur. Für die aktuellen Ansprüche mit Blick in die Zukunft könnten die herkömmliche Netzwerkinfrastruktur für Arbeitsplätze nach ISO/IEC 11801-2 und die Verkabelungsinfrastruktur über Service Concentration Points für verteilte Gebäudedienste nach ISO/IEC 11801-6 kombiniert werden. Darüber hinaus gilt es vorhandene und neue innovative Produkte für diese Anwendungsbereiche bewusst einzusetzen.

Eine komplette horizontale Verkabelung über einen SCP in der abgehängten Decke könnte wie in der folgenden Abbildung aussehen. Dabei werden die zusammengeführten Ethernet Anwendungen in die Netzwerkverkabelung über einen SCP vernetzt. Die meisten Anwendungen in der Decke könnten wie bei der Verkabelung für WAPs gelöst und die einzelnen Arbeitsplätze über Kabelkanäle, Säulen oder an den Wänden bis zur Anschlussdose verkabelt werden.

Service Concentration Point
Was ist ein Service Concentration Point und wie kommt man auf diese Bezeichnung?

Bei näherem Hinsehen ist ein Service Concentration Point im Prinzip das was wir bereits unter Sammelpunktverteiler oder Consolidation Point Netzwerkverkabelung kennen.
Bei dieser Bezeichnung liegt der Fokus auf „Service“ und „Concentration“. Unter Service lässt sich die Einbindung neuer Dienste (Anwendungen und Geräte) in der Netzwerkinfrastruktur ableiten. Ähnlich bei der Wortwahl der ISO/IEC 11801-6 „Distributed Building Servies“ oder DIN EN 50173-6 „Verteilte Gebäudedienste“. Darüber hinaus lässt die Bezeichnung aber auch den in Service-Fällen vorteilhaften Eingriff in die Netzwerkverkabelung je Zone vermuten. Genau an dieser Stelle trifft dann auch „Concentration“ auf die einzelnen Zonen zu.

Innerhalb der Standardisierung werden die Begriffe wie folgt betrachtet:

• Consolidation Point (CP) als klassische Bezeichnung nach TIA und ISO/IEC spezifiziert für Telefon- und Datenverbindungen.
• Horizontal Consolidation Point (HCP) nach TIA für die Verbindung von Geräten für die Gebäudetechnik.
• Service Concentration Point (SCP) nach ISO/IEC für die Verbindung von Geräten für die Gebäudetechnik.

Weitere Informationen