Das Netz als Rückgrat der Unternehmenskommunikation

Technik für moderne Standortvernetzung

Jürgen Hill ist Teamleiter Technologie. Thematisch ist der studierte Diplom-Journalist und Informatiker im Bereich Communications mit all seinen Facetten zuhause. 
LANs und WANs sind heute die Lebensadern moderner Unternehmen. Von der Interaktion zwischen Arbeitsplatz und Rechenzentrum bis hin zur IP-Telefonie läuft alles über eine Infrastruktur.

Vor etwas über 20 Jahren wurde in Deutschland 1984 die erste Internet-Mail empfangen. Seitdem haben sich die Anforderungen an die Netze drastisch gewandelt, denn sie müssen den Verkehr von immer mehr geschäftskritischen Applikationen bewältigen und zusätzlich noch neue Kommunikationsanwendungen wie Telefonie, Audio- sowie Videokonferenzen und Collaboration-Tools in Echtzeit verkraften. Allerdings hat sich auch die Technik rasant weiterentwickelt: Wir leben heute im Gigabit-Ethernet-Zeitalter, während zu Zeiten der ersten Internet-Mail die Daten noch mit 2,5 Mbit/s durch das Arcnet oder mit 10 Mbit/s durch das Thin Ethernet tröpfelten. Und selbst per Funk sind mit der neuesten WLAN-Technik 802.11n mittlerweile Bandbreiten möglich, von denen vor rund 25 Jahren die User sogar im verkabelten LAN nur träumen konnten.

Dass aber Geschwindigkeit alleine noch nichts über die Qualität eines Netzes aussagt, führte vor allem die IP-Telefonie manchem IT-Verantwortlichen drastisch vor Augen. Mit Voice over IP (VoIP) hielt oder hält nämlich eine Echtzeitapplikation in den Netzen Einzug, die auch dem Laien zeigt, ob eine Netzinfrastruktur gut oder schlecht ist: Er hört es beim Telefonieren schlicht in Form von Störungen - und gerade im ISDN-verwöhnten Deutschland sind die Ohren diesbezüglich besonders sensibel. Um eine echtzeitfähige Infrastruktur zu bieten, darf das Netz gerade mal Latenzzeiten von maximal 150 Millisekunden aufweisen - alles darüber ist hörbar. Ist die Einführung eines hochwertigen IP-Videokonferenzsystems geplant, sind die Anforderungen in Sachen Latency noch härter: Hier sollte die Verzögerung um die 80 Millisekunden liegen. Zudem ist zu beachten, welche Bandbreite im Netz für die Telefonie benötigt wird. Der bei VoIP häufig verwendete Codec G.711 benötigt etwa 80 Kbit/s in beide Richtungen - also symmetrisch - für ein einziges Telefonat. Hinzu kommt dann noch die Bandbreite, die von anderen Applikationen wie E-Mail, Web-Anwendungen, SAP und Backup-Jobs benötigt wird. Im Zusammenhang mit VoIP und anderen Kommunikationsdiensten ist zu beachten, dass das Netz nicht auf die durchschnittliche Auslastung ausgelegt ist, sondern auf die Spitzenwerte, also wenn mehrere oder alle ressourcenfressenden Anwendungen gleichzeitig benutzt werden.

Ethernet auf dem Vormarsch

Und dann sollten noch Reserven einkalkuliert werden, damit man mit der Netzinfrastruktur auf neue Trends reagieren kann. Oder die Topologie sollte zumindest so angelegt sein, dass sie die Option eröffnet, dynamisch mit steigenden Ansprüchen zu wachsen. Grundsätzlich hat sich

Ethernet als De-facto-Standard auf breiter Front durchgesetzt. Selbst außerhalb des Unternehmensnetzes ist es im WAN in Form von Metro Ethernet vertreten. Und innerhalb der Standorte setzt Ethernet zum Sprung auf die Rechenzentren an. Als Data Center Ethernet (DCE) soll es dort eine effizientere Vernetzung von Servern und Peripherie wie Speichersystemen ermöglichen. Dabei, so die Versprechen der Hersteller, reduziere DCE nicht nur die Kosten, sondern erlaube eine größere Flexibilität und werde damit den Leistungsanforderungen einer Web-basierenden Anwendungswelt besser gerecht.

Schwerer fällt dagegen die Entscheidung in Sachen Verkabelung. Hier scheiden sich noch immer die Geister an der Frage Glasfaser oder Kupfer. In der Praxis hat sich heute folgendes Vorgehen bewährt: Im Backbone, dem vertikalen Steigbereich, kommt Glasfaser zum Einsatz, während die Rechner in den einzelnen Arbeitsgruppen per Kupferverkabelung mit dem Netz verbunden werden. Vom Workgroup Switch zum Backbone - also der horizontalen Ebene - sind heute entweder Kupferkabel oder Glasfasern zu finden.

Glasfaser im Backbone

Für den Einsatz von Glasfasern im Backbone - theoretisch wäre selbst 10 Gigabit Ethernet mit Kupferkabel zu realisieren - sprechen mehrere Gründe. So benötigt etwa die Glasfaser weniger Platz in den meist engen Steigrohren. Die Faser ist nicht nur dünner als ein Kupferkabel, sondern kann auch enger gepackt werden als dieses, denn 10-Gigabit-Ethernet-Kabel müssen mit Distanz zueinander verlegt werden, um den Effekt des Übersprechens zu vermeiden. Die Unempfindlichkeit der Glasfaser ist noch unter einem anderen Aspekt von Bedeutung. Häufig verlaufen in den Steigschächten Hochenergie-Stromleitungen, die als potenzielle Störquellen für die Datenübertragung gelten.

Galten lange Zeit Multimode-Glasfasern als die erste Wahl, kommen heute zunehmend Monomode-Fasern zum Einsatz, da sie größere Distanzen überbrücken. Ein Trend, der noch dadurch gefördert wird, dass der Anwender für die Monomode-Technik mittlerweile keinen exorbitanten Preisaufschlag mehr bezahlen muss. Eher selten ist dagegen 40 Gigabit Ethernet anzutreffen, da die Komponenten noch teuer sind, weshalb häufig Mehrfach-10-Gigabit-Ethernet eingesetzt wird. Wie hoch die Bandbreite im Backbone sein sollte, zählt zu den grundsätzlichen Designfragen des Netzes. Aus Kostengründen wird hier mit einer Überbuchung kalkuliert, die in der Regel zwischen zehn zu eins und zwanzig zu eins liegt. Gerade im Zeitalter von VoIP und Collaboration sollte mit diesem Faktor sehr sensibel umgegangen werden. Übertreibt man die Überbuchung, erhalten die Anwender nicht nur Mails mit Verzögerung, sondern können auch nicht mehr telefonieren.

Aufgrund der hohen Störfestigkeit und der sinkenden Preise für die optischen Komponenten sind Glasfasern zunehmend auch auf der Etagenebene bei der Verbindung von Switch zu Switch anzutreffen. Auf diesen kurzen Strecken genügen aber auch Kupferkomponenten, zumal diese günstiger sind. Eine eindeutige Domäne der Kupferkabel ist dann die Anbindung der einzelnen Arbeitsplätze. Hier wären Glasfasern vor dem Hintergrund der benötigten Bandbreiten einfach ein teurer Overkill. Als Verkabelungsart werden Kabel mit der Spezifikation Cat 5e oder Cat 6 eingesetzt. Sie reichen für Gigabit Ethernet. Nachdem nämlich mehr und mehr PCs und Notebooks von Haus aus mit entsprechenden Interfaces ausgestattet werden und die Preise für dazugehörige Switches sich kaum mehr von der mit 100 Mbit/s langsameren Fast-Ethernet-Technik unterscheiden, gilt Letztere als angezählt. Für die Gigabit-Variante spricht zudem, dass so für die Zukunft entsprechende Reserven für Anwendungen wie IP-Business-TV und HD-Videokonferenzen vorhanden sind.

Ersetzen WLANs die Kabel?

ür Kupferkabel zum Endgerät spricht zudem die Stromversorgung von Endgeräten wie IP-Telefonen oder Access Point über das LAN per Power over Ethernet (PoE). Gerade im professionellen Bereich ist das Verlegen einer 220-Volt-Stromleitung etwa aufgrund von Bau-, Sicherheits- und Unfallverhütungsvorschriften häufig keine triviale Angelegenheit und PoE der Ausweg.

Ernst in Sachen POE wird es für die meisten Anwender mit der Einführung von IP-Telefonen oder WLANs. Meist müssen die Access Points, um die optimale Funkausleuchtung zu erhalten, an Stellen installiert werden, an denen kein Stromkabel liegt, somit ist PoE zwingend erforderlich. Nicht so eindeutig zu beantworten ist die Frage, welche Rolle die lokalen Funknetze im Konzept eines Corporate Network überhaupt einnehmen. Für die einen sind die WLANs lediglich ergänzende Overlay-Netze, um etwa Fixed-Mobile-Convergence-Projekte zum schnurlosen Telefonieren per VoIP im WLAN zu realisieren, während andere die Funknetze mit Blick auf 802.11n gar als Ersatz für herkömmliche LANs sehen.l

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Die 5 Ws der Netzplanung

  • Welche Technologie ist aktuell?

  • Welche Technologie wird in Zukunft (global) eine Rolle spielen?

  • Welche Technologie bietet die erwartete Sicherheit?

  • Welche Verkabelung ist wo und wann sinnvoll, oder genügt ein Wireless LAN?

  • Was kostet die jeweilige Lösung über die gesamte Nutzungszeit?