Anwendungen von morgen - Installationen von gestern Teil 1/4
Aus ELVjournal
06/2008
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Der Mensch ist keine Insel!
Als
eine der Grundlagen menschlicher Existenz ist die Kommunikation mit
anderen Menschen unverzichtbar. Früher geschah dies ausschließlich über
das Gespräch, den Zuruf oder optisch/akustische Signalisierung. Erst als
Physik und Elekt rotechnik die Grundlagen der Nachrichtentechnik
legten, konnten zunächst elektrische Leiter und dann der Äther als
Übertragungsmedium zur Überwindung größerer Distanzen in der
Kommunikation eingesetzt werden. Die damit verbundenen Endeinrichtungen
beim Teilnehmer waren und sind bis heute das Telefon und das Radio.Die
Wurzeln des Telefons reichen bis zu Samuel Morse und seinem
Morsetelegrafen (1837) zurück (Abbildung 1), die des Radios bis zu
Nicola Tesla und Guglielmo Marconi (Wende zum 20. Jahrhundert). 
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1: Am Anfang der modernen, auf dem elektrischen Strom beruhenden
Kommunikationstechnik stand der Morseapparat. (Quelle: Universität
Innsbruck) |
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2: Mit dem Telefon zog das erste Massenkommunikationsmittel in die
Haushalte breiter Bevölkerungsschichten ein. (Quelle: Wikipedia) |
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3: Der Detektorempfänger (hier mit nachgeschalteter Verstärkerröhre)
markierte den Beginn des Rundfunkzeitalters. (Quelle: Wikimedia) |
Doch
das Multimedia-Zeitalter auf der Grundlage einer rasan ten technischen
Entwicklung der Informations- und Kommunikationstechnik macht andere
Verteil- und Zugangsstrukturen zur Nutzung der vielschichtigen
gegenwärtigen Medienangebote zwingend erforderlich. Das gilt ganz
besonders auch für die zukünftige Entwicklung, die an Rasanz eher
zulegen wird. Diese unausweichliche Erkenntnis hat sich in zahlreichen
Normen, Vorschriften und Empfehlungen niedergeschlagen, die allmählich
in der Installationspraxis und -technik Eingang finden. Es wäre ein
schwerer Fehler, in einem Neubau die zeitgemäßen Übertragungsmedien und
Topologien nicht zur Anwendung zu bringen. Dies gilt insbesondere unter
dem Kostenaspekt, denn eine zeitgemäße Multimedia- Installation, wie sie
nachfolgend beschrieben wird, verursacht nur 1 bis 2 % der gesamten
Erstellungskosten einer Immobilie. „Man kann nicht in die Zukunft
schauen, aber man kann den Grund für etwas Zukünftiges legen – denn
Zukunft kann man bauen“, sagte vor über 70 Jahren bereits der Pilot und
Schriftsteller Antoine de Saint-Exupéry. Dem ist nichts hinzuzufügen. Von der Vision zur Realität
In
den letzten Jahren wurde ein Trend immer deutlicher: Die Grenzen
zwischen IT (Informationstechnologie), TK (Telekommunikation) und
Rundfunk (TV und Radio über Satellit, Terrest rik, Kabel und Internet)
werden beständig unschärfer. Früher technologisch und anwendungsbezogen
klar getrennte Bereiche durchdringen sich zunehmend und unaufhaltsam.
Das Schlagwort von der Konvergenz der Medien hat Gestalt angenommen und
lässt sich an einer riesigen Zahl von Anwendungen belegen. Bereits Mitte
der 90er Jahre prognostizierte Martin Polon die Konvergenz von
Telekommunikations- und Unterhaltungsindust rie. Nach seiner
Einschätzung würde der Konsument neue Formen der Angebots- und
Inhalteverteilung akzeptieren. Ein Zitat aus Jason E. Squire: Movie
Business Book. Köln: Könemann, 1995, S. 491: „Private Haushalte werden
über Videokabel und/oder Glasfaserlinie der Telefongesellschaft und/
oder direkte Satellitenübertragung mit Unterhaltungs- und
Informationsquellen verbunden sein. Die Verbindungen ermöglichen zum
Teil gegenseitige Kommunikation wie beim Zweiwegkabel.“ (Quelle:
Wikipedia) Nicholas Negroponte, der visionäre Gründer des MIT Media Lab
(http://www.media.mit.edu/people/bio_nicholas.html) sagte 1995 in seinem
Buch „Being Digital“ das Verschmelzen von Unterhaltung und
Computertechnologie voraus. Für ihn stand außer Zweifel, dass PCs zu
Fernsehgeräten und Fernsehgeräte zu PCs werden, also
Unterhaltungselektronik und Informationstechnologie konvergieren. Es
lassen sich viele weitere Vordenker anführen, die einer erheblich
größeren Zahl von Zweiflern, Beharrern und Spöttern gegenüberstanden.
Heute kann das Zwischenfazit gezogen werden: Alle Prognosen sind
schneller und genauer als erwartet eingetroffen. Die letzte
Internationale Funkausstellung in Berlin lieferte den schlagenden
Beweis: Hybride TV- und IP-Endgeräte sind im Kommen. Alle großen
TV-Hersteller arbeiten an Web-Portalen und TV-Geräten mit Web-Browser,
um darüber Zusatzdienste auf IP-Basis wie Videostreaming, Infos,
Widgets, RSS-Web-Feeds und andere anzubieten. Damit will man dem
Kundenwunsch entsprechen, markenspezifische Mehrwerte schaffen und seine
Stellung auf dem TVHardwaremarkt stärken.Digital Lifestyle
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4: Jede Generation hat ihre Kommunikationsbedürfnisse, die junge meist
ausgeprägter als die alte. (Quelle: Reichle & De-Massari) |
Intelligentes Heim
Zur
Medienkonvergenz hinzu kommt der Trend zum „Intelligenten Heim“.
Darunter ist das Zusammenwirken von Sensoren, Aktoren und verarbeitender
Hard- und Software zu verstehen mit dem Ziel, den Bewohner von
unnötigen Verrichtungen zu entlasten, ihm den einfachen Überblick über
und den bequemen Zugriff auf seine Ressourcen zu ermöglichen, seine
Sicherheit und sein Wohlbefinden zu steigern und dabei noch
Energieverbrauch und Umweltbelastungen zu senken. Als Folge der
demografischen Entwicklung steht die Bevölkerungspyramide zunehmend auf
dem Kopf. Eine immer kleiner werdende Zahl von Erwerbstätigen muss eine
ständig wachsende Zahl von Pensionären und Rentnern versorgen. Das
bezieht sich nicht nur auf materielle Aspekte, sondern auch auf die
medizinische und psychosoziale Fürsorge. Das ist nur durch den Einsatz
unterstützender Technik realisierund bezahlbar.
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| Bild 5: Der „elektronische Kontakt“ zum Arzt erspart den Weg ins Wartezimmer, Zeit und Kosten. (Quelle: Siemens) |
Trend zu variabler Raumnutzung
An
die Nutzungsmöglichkeiten des Wohnraums werden heute ganz andere
Anforderungen gestellt als noch vor wenigen Jahren. Flexibilität und
Mobilität sind zu den Merkmalen unserer schnelllebigen Zeit geworden.
Berufliche Lebensabschnitte in Anstellung und Selbstständigkeit sind
heute keine Ausnahmen mehr. Ein heimischer Arbeitsplatz für den Haupt-
oder Zuverdienst, eine veränderte Raumnutzung nach dem Auszug der Kinder
oder Aufnahme der pflegebedürftigen Eltern – niemand kann heute sicher
sein, was morgen sein wird. Die kommunikationstechnische Ausstattung
einer Wohnung muss ihrem Mieter oder Eigentümer die flexible Verwendung
der Räume also weitgehend ermöglichen.Zusammenfassung
Durch
die situations- und bedarfsbezogene Nutzung der Wohnung und die
Versorgung ihrer Bewohner mit Kommunikationsdiensten lassen sich
erhebliche Sparpotentiale ausschöpfen, bei gleichzeitiger Verbesserung
der Lebensqualität und nachhaltigerem Umgang mit Energie und Rohstoffen.
Dazu bedarf es des „Intelligenten Heims“, in dem die Technik den
Menschen unterstützt, ohne ihn zu bevormunden. Im Englischen spricht man
von „Ambient Assisted Living“. Aber auch für Vermieter und die
Wohnungswirtschaft bringt dies Vorteile. Schließlich steigen Wert und
Attraktivität eines Objekts durch eine zeitgemäße
Kommunikationsinfrastruktur signifikant. Nicht zuletzt das Gebot des
nachhaltigen Wirtschaftens erfordert zwingend den Einsatz moderner
Technologien im Wohngebäude. Das Rückgrat dafür ist die normierte
multimediale Verkabelung nach DIN EN 50173 Teil 1 und 4.Strukturierte Verkabelung
Die
Strukturierte Verkabelung – auch als Universelle Gebäudeverkabelung
(UGV) bezeichnet – ist ein einheitliches Schema für den Aufbau von
Verkabelungen zur Erfüllung verschiedenartiger Dienste (Sprache, Daten
…). Als Teil der technischen Infrastruktur einer Liegen schaft erfüllt
sie ein Vielzahl von Funktionen:
- flächendeckend - breitbandig (geeignet für Hochgeschwindigkeitsprotokolle ATM 622 Mbit/s, Gigabit Ethernet mit 1000 Mbit/s …)
- universell durch Diensteunabhängigkeit (DV-Vernetzung, BK-Verteilung, interaktive MM-Anwendungen, Datenübertragung …)
- störsicher (durchgängig hohe Schirmdämpfung)
- übersichtlich durch klare hierarchische Struktur (primär, sekundär, tertiär)
- leicht administrier- und wartbar (Modularität, Montagefreundlichkeit)
- flexibel (bedarfsgerechte Diensteaufschaltung)
- kostengünstig
- …
Empfehlungen
für die Gestaltung einer strukturierten Verkabelung geben die DIN EN
50173-1 (Allgemeines), ISO/IEC 11801:2002 (Information Technology –
Generic Cabling for Customer Premises), TIA/EIA 568 (Commercial
Buildings Telecommunications Wiring Standards), DIN 44312-5, August 1996
(Informationstechnik – Anwendungsneutrale Verkabelungssysteme – Teil 5:
Verkabelungsstreckenklasse E) und andere. Allgemein wird eine
Unterteilung in 3 Bereiche vorgenommen (Abbildung 6):
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| Bild 6: Die „Strukturierte Verkabelung“ umfasst drei Bereiche: primär, sekundär und tertiär. |
Primärbereich (Campus Backbone Cabling System)
Der
Primärbereich (auch Campus- oder Geländeverkabelung genannt) umfasst
die Verkabelung der Gebäude eines Standorts untereinander
(Primärverkabelung). An einem Hauptverteiler (Standortverteiler) erfolgt
die Außenanbindung des Standorts und die Primärverkabelung zu den
Gebäudeverteilern. Wegen der üblicherweise großen Streckenlängen und
hohen Bandbreiteanforderungen werden in diesem Bereich meistens
Lichtwellenleiter eingesetzt. Sekundärbereich (Building Backbone Cabling Subsystem)
Unter
dem Sekundärbereich versteht man die vertikale Stockwerksverkabelung
innerhalb eines Gebäudes zwischen dem Gebäudeverteiler und den
Stockwerksverteilern. Zum Einsatz kommen heute neben
Twisted-Pair-Kupferkabeln auch hier immer öfter Lichtwellenleiter.
Tertiärbereich (Premises-specific Cabling Subsystem)
Der
Tertiärbereich beginnt am Stockwerksverteiler. Von hier aus werden
sternförmig die Anschlussdosen im Stockwerk angefahren (horizontale
Stockwerksverkabelung). Bei Verwendung von Twisted-Pair- Kabeln beträgt
die maximale Streckenlänge 90 m (Permanent Link). Mit Glasfasern als
Lichtwellenleitern setzt eine Längenbeschränkung erst viel später ein,
Polymerfasern (POF: Polymeric Optical Fiber) kommen bereits an die
Link-Längen des TP-Kabels heran. Der vorliegende Artikel beschränkt sich
auf die Gestaltung dieses Bereichs. Bei durchgängiger Verwendung
optischer Übertragungsstrecken werden Probleme mit
Potentialausgleichsströmen, passiven und aktiven elektromagnetischen
Störbeeinflussungen und mangelnden Bandbreiten vermieden. Zudem ist der
Verzicht auf Kupfer als Übertragungsmedium ein Gebot der Zeit, denn
Kupfer ist ein sich ständig verknappender Rohstoff mit steigender
Nachfrage. Sein Preis hat sich daher in den letzten fünf Jahren auf etwa
8.000 USD pro Tonne vervierfacht.
Technische Realisierung eines multimedialen, multifunktionalen Heimnetzes
Breite
und Tiefe einer Heimautomatisierung und -versorgung mit
Kommunikationsdiensten sind (noch) nicht verbindlich festgelegt. Für
Systemlösungen in den Bereichen Informationstechnik, Multimedia und
Gebäudetechnik gibt es allerdings heute schon internationale und
europäische Verkabelungsnormen, deren Einhaltung auch zukünftige,
gegenwärtig noch nicht absehbare Entwicklungen bestmöglich
berücksichtigt. Hierzu zählen u. a. die ISO/IEC 15018 „Information
technology – Generic cabling for homes“, die EN 50173-1 „Information
technology – generic cabling systems – Part 1. General requirements“ und
die EN 50173-4 „Information technology – generic cabling systems – Part
4. Homes“. Diese Normen verstehen die Heimverkabelung als dritte
Hierarchiestufe eines strukturierten Verkabelungskonzepts, das im Kasten
auf Seite 35 beschrieben wird. Dieses besteht aus drei Ebenen:
- Campus Backbone Cabling System,
- Building Backbone Cabling System
und
- Premises-specific Cabling Subsystem(s).
Der
Schwerpunkt dieses Artikels liegt auf dem Tertiärbereich entsprechend
der Europäischen Norm EN 50173 mit ihren Teilen EN 50173-1 (Allgemeine
Anforderungen) und EN 50173-4 (Heim).
Drahtlos – so viel wie nötig, so wenig wie möglich
Trotz
heute vorhandener leistungsfähiger drahtloser Übertragungsverfahren für
den Nahbereich, wie WLAN nach IEEE 802.11a/b/g/n, Bluetooth, ZigBee,
nanoNET, BidCoS usw., ist ein leitungsgebundenes Verteilnetz
unverzichtbar. Es ist zuverlässig, abhörsicher (insbesondere beim
Einsatz von Lichtwellenleitern) und bietet bei Wahl des richtigen
Netzwerkkabels enorme Zukunftsreserven. So sind
Twisted-Pair-Vernetzungskabel ab der Kategorie 6 tauglich für
Übertragungsraten bis 10 Gbit/s nach dem neuen Ethernet-Standard
IEEE802.3an. Übertragungsraten bis zu 100 Mbit/s erfordern zwei
Adernpaare, darüber hinaus sind vier Adernpaare notwendig. Das übliche
vierpaarige Vernetzungskabel kann dann nicht von anderen Diensten
mitbenutzt werden, es ist kein Cable Sharing möglich. In jedem Fall ist
das leitungsgebundene Verteilnetz die robuste und belastbare Grundlage
der modernen Inhouse-Kommunikation.Ein Verkabelungssystem – drei Anwendungsgruppen
Sowohl
die ISO/IEC 15018 als auch die DIN EN 50173-4 definieren ein
gemeinsames Verkabelungssystem für drei Anwendungsgruppen im Heim
(Wohnhaus oder Wohnung):
1. Sprache und Daten (Information and
Communications Technology – ICT) In den Bereich ICT fallen
Telefonnebenstellenanlagen (analog, ISDN, IP),
Computervernetzungseinrichtungen wie Switches, Router und Modems,
Tür-Freisprecheinrichtungen, Überwachungskameras u. Ä.
2. Rundfunk
und Audio/Video (Broadcast and Communications Technology – BCT) Unter
BCT-Anwendungen versteht man die klassische Verteilung von hochfrequent
geträgertem Rundfunk (Radio und TV) über Koaxial-Kabel, aber auch den
Zugriff auf Audio- und Videoprogramme aus dem Internet oder anderen
IP-basierten Quellen, wie z. B. einem Audio- und Video-Heim-Server.
3.
Gebäudetechnik (Control/Command Communications in Buildings – CCCB)
Gefahren- und Einbruchmeldesysteme, intelligente Sicherheitsanwendungen,
Notrufmeldesysteme, Personenlokalisierungseinrichtungen,
Zutrittskontrollen, elektronische Schließanlagen, Temperatur-, Licht-
und Lüftungssteuerungen usw.
Die unter 1. bis 3. skizzierten
Anwendungsgruppen ICT, BCT und CCCB haben in den letzten Jahren an
klarem Profil verloren. Das beruht auf der bereits erwähnten
Technologiekonvergenz, also dem Zusammenwachsen bisher getrennter
proprietärer Technologien. So ist Rundfunk heute nicht mehr
ausschließlich mit hochfrequenter, drahtloser oder drahtgebundener
Übertragung verknüpft, sondern zunehmend über das Internet in Form von
IP-Streams oder Podcasts zu beziehen. Dabei ist nicht nur eine
Veränderung des Übertragungsmediums zu beobachten, sondern auch des
Dienstes selber. Der Konsum von Rundfunk ist nun interaktiv und in
freier Zeitbestimmung möglich. An die Stelle einer rein seriellen,
unbeeinflussbaren Darbietung für alle ist eine in Hinblick auf Inhalte
und Abrufzeit individuelle Nutzung durch den Konsumenten getreten. Ein
anderes Beispiel ist die Telefonie: Wo früher eine TK-Nebenstellenanlage
erforderlich war, kann deren Funktion heute über LANs (lokale Netze)
und WLANs (Weitbereichsnetze) mittels Soft- und Hardware auf der
Grundlage des Internet- Protokolls nachgebildet werden.
Literatur- und Internetverweise:
Morseapparat:
Morse-Apparat Schreib-Telegraph nach Morse, 1865, Inv. No: VIII 52 [E
111] Hersteller: Dechert&Homolka, No 584 S.B./ D.V. Lieferung:
Telegraphen Depot Wien, ... http://www.uibk.ac.at/exphys/museum/
de/details/electr/morse.html
Altes Telefon: http://de.wikipedia.org/w/index. php?title=Bild:Altes-telefon.jpg&filetimestamp=20070328001056
Altes Radio: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/ commons/5/57/Detektor_Empfaenger_ mit_Verst%C3%A4rkerroehre_ArM.jpg
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