Netzebenen und Topologien

Smarte Vernetzung auf allen Ebenen.

Mit Einführung des Kabelfernsehens in Deutschland wurde die Aufteilung in verschiedene Netzebenen vorgenommen (siehe Bild links). Ausschlaggebend waren hierbei technische und ökonomische Kriterien. Für F2NET sind die Netzebenen 3, 4 und 5 von Bedeutung. Die Netzebene 3 (NE 3) ist das eigentliche Breitbandverteilnetz zu den privaten Haushalten, Wohnanlagen oder Wohnungsgesellschaften bis zur Grundstücksgrenze bzw. dem Hausübergabepunkt – bei Glasfaseranschlüssen (FTTB) der optische Abschlusspunkt des Liniennetzes (oAPL). Die Netzebene 4 (NE 4) umfasst die vertikalen Verbindungen vom Gebäudeverteiler (GVt) zu den angeschlossenen Wohnungsübergabepunkten WÜP) – bei Glasfasern die FTTH-Anschlüsse am optischen Teilnehmer-Abschluss (oTA) – und stellt i. A. ein eigenständiges Netz dar. Die Netzwerkelemente sind ein Gebäudeverteiler im Keller sowie jeweils ein Gehäuse in jeder Wohnung als Abschlusspunkt des Glasfasernetzwerkes. Bis zu diesem Netzwerkabschluss besteht eine durchgehende Verbindung auf physikalischer Ebene. In den Wohnungen selber spricht man von der Netzebene 5 (NE 5) – bei Glasfasernetzen ist dies das FITH- (Fiber In The Home-) Netz bzw. das lokale LAN und WLAN-Netz (Local Area Network bzw. Wireless LAN).

Unter dem Titel „Zielbild zur Installation von zukunftsfähigen Glasfasernetzen in Gebäuden. Ratgeber für Planung und Bau“ hat die Deutsche Telekom Technik GmbH 2016 eine Broschüre herausgegeben, die die zentralen technologischen Fragen von Glasfasernetzen in Gebäuden beschreibt.

Im Gebäudebereich ist zwischen verschiedenen Zuständigkeiten klar zu unterscheiden, sobald es um Infrastrukturfragen, Eigentum oder auch um Geschäftsmodelle geht. Dies gilt insbesondere für Mehrfamilienhäuser (MFH), wenn Mieter/Bewohner der Wohnungen nicht zugleich Eigentümer sind und bei Abstimmungen zu allgemeinen Installationen die Eigentümerversammlung das entscheidende Wort hat. Auch die Netzbetreiber haben infolge von Eigentumsrechten Einfluss auf die Auslegung und den Betrieb der Gebäudenetze.

Ein lokales Netz kann technisch unterschiedlich aufgebaut werden. Typischerweise erfolgt die Verkabelung eines LANs jedoch als strukturierte Verkabelung, wobei Ethernet der am weitesten verbreitete Standard ist. Dabei erfolgt derzeit die Übertragung entweder elektrisch über Twisted-Pair-Kabel (Cat-5 oder höher) oder optisch über Lichtwellenleiter (LWL).

Bei Ethernet liegt die klassische Sternstruktur zu Grunde; bei großen Strecken wie in den Netzebenen NE 3 und mitunter auch NE 4 der Gebäudeverkabelung kann jedoch z. B. aus Kostengründen eine Linienstruktur von Vorteil sein. Beim sog. „Industrial Ethernet“ (ein Oberbegriff für den Ethernet-Standard bei der Vernetzung von Geräten in der industriellen Fertigung) will man beispielsweise eine Linienstruktur und damit eine Bustopologie nachbilden; dann sind alle Geräte direkt mit demselben Übertragungsmedium, dem Bus, verbunden, und es gibt keine aktiven Komponenten zwischen den Geräten und dem Medium. Ethernet ist jedoch seit dem Umstieg vom sog. „Yellow Cable“, einem ungewöhnlich dicken Koaxialkabel, auf das flexiblere und leistungsfähigere Twisted-Pair-Kabel eigentlich kein Bus mehr und damit streng genommen nicht mehr linienstrukturfähig; denn durch die Nutzung von Twisted-Pair-Kabeln wurde zugleich die Stern-Struktur in Ethernet-Netzwerken verankert. Dennoch gibt es immer wieder Überlegungen, eine Linienstruktur mit Komponenten der Sternstruktur nachzubilden, was zur Segmentierung führt, wenn die Netzwerkknoten „in Reihe geschaltet“ werden und jeder Teilnehmer mit Linienstrukturkomponenten ausgestattet wird. Wie das geht, kann am Beispiel der im Markt dominierenden Industrial-Ethernet-Lösungen in nachgelesen werden.