Decoding Standards NCS Newsletter August 2014 Decoding Standards ist eine Informationsschrift zu den neuesten Entwicklungen und Trends in der internationalen Normierung zur strukturierten Verkabelung. Neben einer allgemeinen Übersicht der Tätigkeiten bei ISO/IEC, TIA, IEEE und Cenelec, wird in jeder Ausgabe ein spezielles Thema ausführlicher von einem Nexans Insider beleuchtet und diskutiert. Hochgeschwindigkeits-Wi-Fi und das Internet der Dinge (Internet of Things) mit ihren Auswirkungen auf das Verkabelungs-Design Einführung Bereits in den späten 80er Jahren wurden die Telefonie und die Datenübertragung, vormals strikt getrennt, mittels strukturierter Gebäudeverkabelung zusammengebracht. Diese Art der Konvergenz wurde in den letzten Jahren wiederholt und betrifft wieder ehemals getrennte Bereiche, die zuvor dem Facility Management zugeordnet wurden. Dazu gehören Funkzugangspunkte, Geräten für das Energiemanagement (z.b. Beleuchtung, Stromverteilung, Zählerablesung durch den Energieversorger), Geräte zur Regelung der Umgebungsbedingungen (z.b. Temperatur, Feuchte), Geräten für das Mitarbeitermanagement (z.b. Zugangskontrolle, Überwachungskameras, passive Infrarot-Detektoren), Zeiterfassung und Anwesenheitsüberwachung, elektronische Leitsysteme, audio-visuelle (AV) Projektoren, Geräten für die persönliche Information und Alarme (z.b. Der Autor Rob Cardigan Personenruf, Patientenüberwachung, Krankenschwesternruf, Sicherheit von Kindern) etc.. Denkt man sich nun noch das aufkommende Highspeed Wireless und das Internet of Things (IoT) zu diesem Gemisch hinzu, entstehen plötzlich zusätzliche Design Anforderungen. Auf diese neuen Herausforderungen müssen sich Planern und IT-Managern einstellen, damit die Verkabelung auch in den nächsten Jahren in allen Bereichen ihren Dienst erfüllen kann. Normierungsgruppen auf Europäischer und internationaler Ebene nennen diese Art der Verkabelung Distributed Building Services. Das Ziel dieses Artikels ist es, zu erklären, was dies alles bedeutet, worin die Unterschiede zur normalen Verkabelung liegen und welche Überlegungen nötig sind, um eine lange Lebensdauer des installierten Verkabelungssystems zu gewährleisten. Rob Cardigan ist seit 2007 Senior Product Manager bei Nexans Cabling Solutions. Vor seiner Tätigkeit bei Nexans war er bei Amphenol, MOD-TAP und Molex beschäftigt. Er hat mehr als 20 Jahre Erfahrung im Design von Steckverbindern und Kabeln, die er sich in verschiedenen Positionen im R&D und im Produktmanagement erworben hat. Er ist Chairman im TCT/7 dem UK National Committee Mirroring Work in ISO JTC1/ SC25 und CENELEC TC215 und er ist ferner Chairman des TCT/7/-/3 Rechenzentrums- Normen in CLC TC215 WG3. Dort arbeitet er auch aktiv an den EN 50600 Normen Reihen mit.
Was ist anders... Zunächst einmal muss gesagt werden, dass die Verkabelung für diese Distributed Services nicht fundamental anders ist. Auf Komponenten Ebene (Kabel, Stecksysteme, Patchkabel) kommen nämlich dieselben Komponenten zum Einsatz, wie bei einer traditionellen Büro Verkabelung. Die Unterschiede sind vielmehr bei den Orten zu suchen, an denen die Kabel installiert werden müssen (was dann evtl. doch einige Auswirkungen auf die Auswahl der Komponenten hat), den Geräten mit denen sie verbunden werden sollen und vor allem, zu welchem Zeitpunkt sie im Gebäude installiert werden sollen. Letzteres ist möglicherweise der gravierendste Unterschied zur klassischen Büroverkabelung. Wo und was? Diese Art der Verkabelung wird meistens in Deckenhohlräumen und Gebäudekern-Abschnitten installiert. Oder, wenn man so will, an Orten, an denen sich Menschen normalerweise nicht aufhalten. Hier geht es schließlich darum Non-User Geräte, wie oben aufgeführt, mit dem Netz zu verbinden. Deshalb sollten Planer/IT-Manager darauf achtgeben, dass die eingesetzten Kabel in Bezug auf ihre physikalische Widerstandsfähigkeit und/oder ihre Art der Flammwidrigkeit zum jeweiligen Einsatzort passen. Wieso ist der Zeitpunkt der Installation der Distributed Building Services von besonderer Bedeutung? Die Art der Verkabelung, um die es in diesem Artikel geht, ist eher Teil des Rohbaus und weniger der späteren Ausstattung. Daher ist eine der Herausforderungen, die Möglichkeit zu schaffen, sie möglichst mit oder sogar vor der traditionellen Büroverkabelung installieren zu können. Viele der oben beschrieben Orte sind nach Abschluss des Gebäuderohbaus nicht mehr ohne weiteres zu erreichen und ein nachträgliches Aufrüsten würde teuer und schwierig werden. EN und ISO Normen Sowohl CENELEC als auch ISO haben die Bedeutung dieser Art der Verkabelung erkannt und CENELEC hat bereits die EN 50173-6 publiziert, der die Bereitstellung verteilter Gebäudedienste beschreibt. ISO wiederum ist gerade dabei die ISO/IEC 11801 in Unterdokumente aufzugliedern, so wie CENELEC das bereits mit seiner EN 50173 Reihe getan hat. ISO/IEC 11801-6 (Distributed Buildings) wird sich mit diesem Thema beschäftigen und inhaltlich sehr ähnlich zur vorliegenden EN Norm sein wird. Beide Dokumente sprechen sich für das Grid Design aus (siehe unten) und haben dieselben Performance Anforderungen. Grid Design Internet of Things (IoT) Der Begriff Internet of Things wird benutzt, um eine neue Generation vernetzter (oder Netzwerk fähiger) Geräte zu beschreiben. Die Konvergenz, von der in der Einleitung gesprochen wurde, scheint wirklich durchzustarten. Die Gebäude in der nahen Zukunft werden voll von Geräten sein, die miteinander und mit Supervisor-Programmen kommunizieren können, um Daten zu teilen und mit ihnen zu arbeiten. Diese Kommunikation kann über das Internet erfolgen, aber in vielen Gebäuden wird es auf das LAN beschränkt sein. Zum einen wegen der IPv4 Restriktionen, zum anderen hauptsächlich aus Sicherheitsbedenken. IoT Geräte können entweder mobil sein, was eine drahtlose Verbindung sinnvoll macht, oder statisch mit einer festen Verkabelung. In beiden Fällen ist es die Verkabelung für die Distributed Building Services die letztendlich für die Verbindung sorgt. 803.11ac - sorgt für neue Mindestanforderungen in der Büroverkabelung Es gibt nur sehr wenige reine drahtlose Netzwerke und eine gute Wireless Infrastruktur benötigt eine sehr gute Verkabelung im Backbone. Traditionell ist diese Verkabelung dann angepasst an die Leistung der Wireless Geschwindigkeit. So kann in 802.11n Netzwerken die ~576Mb/s Datenrate mit einem 1Gb Ethernet Backbone erzielt werden, für welches schon ein einfaches Kategorie 5e/Klasse D Verkabelungs- Overlay völlig ausreichen würde. Das passt dann auch sehr schön zu der landläufigen Meinung, dass angeschlossene Non-User Geräte nur relativ geringe Datenmengen übertragen und daher ein 10/100 Mb Ethernet Dienst mehr als ausreichend sei. Dies haben auch die Normierer so gesehen, was dazu führte, dass in der oben beschrieben EN 50173-6 als Mindestanforderung lediglich eine Kategorie 5e Verkabelung spezifiziert worden ist. Dummerweise sind aber heute schon die ersten Wireless Access Points (WAP) verfügbar, die den Standard IEEE803.11ac unterstützen verfügbar, die eine Wireless Übertragung von bis zu 1.3 Gb/s unterstützt, was bedeutet, dass ein 1Gb Ethernet Backbone schon zum Flaschenhals wird! Konsequenterweise empfehlen sowohl die EN als auch die ISO/IEC Normen eine Kategorie 6A Verkabelung für WAP Backbones die für jeden Knotenpunkt eine 10GbE Verbindung liefert. Damit wird die Kat.6A Verkabelung zur Mindestanforderung (!) für aktuelle Anwendungen. Zusammenfassung Beide, die EN 50173-6 und der Draft der ISO/IEC beschreiben das Konzept der Service Area (s), die abgedeckt wird von Service Outlets (SO) die in einer wabenförmigen Struktur angeordnet sind. Die in dieser Struktur vordefinierten Orte der Service Outlets können für die Anbindung von WLAN Access Points, IP Kameras oder Gebäude Management Ausstattung (Sensoren, etc.) genutzt werden. Das Internet der Dinge wird eine stets wachsende Verkabelung für Distributed Building Services nach sich ziehen. Die Anforderungen von Highspeed Wireless Backbones benötigen Kat.6A Komponenten. Damit wird Kat6A auch in der Büroverkabelung zur neuen Mindestanforderung wer zukunftssicher verkabeln möchte, sollte also besser Reserven einplanen!
802.11n 802.11ac Transmission Frequency 2.4/5GHz 5GHz Channel Bandwidth 20/40MHz 80/160MHz Modulation 64 QAM 256 QAM Maximum Number of Streams 4 8 Theoretical Maximum Data Rate per Stream 144 Mb/s 866 Mb/s Theoretical Maximum Data Rate per WAP 576 Mb/s 6.93 Mb/s Normen Überblick August 2014 ISO/IEC Verkabelungs-Normen Die wichtigste Neuigkeit aus dem ISO/IEC Meeting in Kyoto (Feb/Mar 2014) ist sicherlich die Bestätigung, dass die ISO/IEC 11801 analog zur EN50173 in verschiedene Untergruppen gesplittet werden wird. Die 3te Ausgabe wird demzufolge in folgende Unterabschnitte aufgeteilt sein: Part 1 General Part 2 Offices Part 3 Industrial Part 4 Homes Part 5 Data Centres Part 6 Distributed Building Services Link zu den LANmark6A Komponenten von Nexans: http://bit.ly/1ou0tpd Im Rahmen dieser Aufteilung wird eine Reihe von Änderungen vorgenommen. U.a. wurden Vorschläge gemacht, die Sub-Komponenten eines Channels neu zu definieren, um genauer den Aufbau der 2 und 3 Connector Permanent Links darzustellen. Ferner wird die 3te Ausgabe die im Draft befindliche Cat 8 Spezifikation mit einer Bandbreite von 1600-2000MHz beinhalten sowie die Channel I und Channel II Anforderungen für die Komponenten. ISO/IEC Automated Infrastructure Management Das ISO/IEC AIM Dokument ist mittlerweile weit fortgeschritten. Eine Kommentierung erfolgt nun in den nationalen Gruppierungen, gefolgt von dem anstehenden Meeting in Beijing, September 2014.
CENELEC Verkabelungsnormen Current work within CENELEC cabling standards focuses on the following: EN 50173 series: Information technology: Generic cabling EN 50346: Information technology: Cabling Installation: Testing of installed cabling (Ed.1, A1 and A2 published, no work underway) EN 50700: Information technology - Premises distribution access network (PDAN) cabling to support deployment of optical broadband networks - CLC TR 50173-99 series: - CLC TR 50173-99-1: Cabling in support of 10GBASE-T - CLC TR 50173-99-2: Implementation of BCT applications using cabling from EN 50173-4 - CLC TR 50173-99-3: Information technology - Home cabling infrastructures up to 50m CENELEC Normen für Rechenzentren Der Fortschritt der EN 50600 Normen Reihe geht mit guter Geschwindigkeit voran. Nach der Publikation des Allgemeinen Teils EN50600-1, wurden auch die Teile 2-1 (Buildings) und 2-2 (Power Distribution) veröffentlicht. EN 50600-2-3 (Environmental Control) wurde zur endgültigen Abstimmung verteilt und sollte noch vor Ende 2014 veröffentlicht werden. Teil 2-4 (Data Centre Cabling) ist ebenfalls weit voran geschritten und wird zur finalen Diskussion für das November Meeting vorbereitet. Dies lässt auf eine Veröffentlichung zu Beginn 2015 schließen. Ein vergleichbarer Zeitplan wird auch für Teil 2-5 (Security) erwartet. Die Arbeitsgruppe wird sich nun auf die Entwicklung von Teil 2-6 (Management) konzentrieren. IEEE Nachfolgend die Aktivitäten der Mai und Juli Meetings der IEEE 802.3 LWL Protokolle: 802.3bm 100Gb/s Next Generation Optical PHYs Dieser Vorschlag befasst sich mit der Übertragung über 4 Kanäle á 25Gb/s statt über 10 Kanäle á 10Gb/s und wird folgendes beinhalten: 40G PHY für 40km SM Fasern 100G PHY für 100m MM Fasern 802.3bs Next Generation Ethernet Dieser Vorschlag befasst sich mit der Definition von 400GB/s Ethernet über Duplex SM sowie Parallel MM Fasern und beinhaltet PHYs für: 100m MM Fasern 500m Duplex SM Fasern 2km Duplex SM Fasern 10km Duplex SM Fasern Kupfer Protokolle 802.3bj 100Gb/s Kupfer Thema hier sind High Speed Backplanes und Twin-ax Protokolle für Switch Verbindungen über 4 Kanälen á 25Gb/s statt 10 Kanälen á 10Gb/s: 100GBASE-KR4 für neue Blade Backplanes 100GBASE-PR4 für Legacy Blade Backplanes 100GBASE-CR4 für TOR Switching 802.3bq 40GBASE-T Folgende Entscheidungen wurden in den vergangenen Meetings getroffen: Signal Rate 3,200 MBaud (4x10GBASE-T) ISO/IEC Channel I Dämpfung und Rückflussdämpfung mit einer Grenzfrequenz von 2GHz ISO/IEC Channel I PSANEXT spezifiziert mit einer Grenzfrequenz von 2GHz ISO/IEC Channel I PSAACRF spezifiziert mit einer Grenzfrequenz von 2GHz Draft 0.9wird für das Meeting im September vorbereitet. 802.3bt 4 Pair Power over Ethernet Das Ziel ist es ein 4 paariges Protokoll für 49W zu definieren In Übereinstimmung mit SELV der ISO/IEC 60950 (IT Sicherheit) bis zu 100m über Class D (oder besser):2002, Class D: 1995 Inklusive 10GBASE-T Option
Normen Kalender Normen Gremium Inhalte Geplante Meetings Letzte Meetings IEEE 802.3 802.3 Ethernet Working Group 12 16 Mai 2014 802.3bm Next Generation 40Gb/s and Norfolk, USA 100 Gb/s Optical Ethernet Task force updated: 16 Juni Next generation Base-T task force (and other topics) ISO/IEC SC25 WG3 Microprocessor systems; and O/F interfaces, 30 Sept - 4 Okt 2013 protocols and associated interconnecting Kista, Schweden media for information technology equipment 25 Feb 1 März Kyoto, Japan TIA TR 42 Copper cabling Systems (42.7) März 2014 Sustainable information technologies (42.10) Beijing, China CENELEC TC 215 WG3 Data Centre Cabling, EN 50600 10-12 Sep 2013 Amsterdam, Niederlande Kommende Meetings Jan 2014 London, UK June 2014 Berlin, Germany ISO/IEC SC25 WG3 Microprocessor systems; and O/F interfaces, 14-17 Sep 2014 protocols and associated interconnecting Beijing, China media for information technology equipment TIA TR 42 Copper cabling Systems (42.7) 06 Okt 2014 Sustainable information technologies (42.10) Austin, Texas USA IEEE 802.3 40GBase-T task force 8 Sept 2014 IEEE P802.3bp task force Kanata, Ottawa Kanada 3 6 Nov 2014 San Antonio, Texas USA CENELEC TC 215 WG3 Data Centre Cabling, EN 50600 12-14 Nov Athen, Griechenland Disclaimer This document is for guidance only and Nexans cannot be held liable for any implementation of a system which fails to deliver expected results, whether implied or implicit from the interpretation of this document.