II. Heimnetzwerk mit Optischen Polymerfasern (POF)

 

1.   Konzeption eines POF Heimnetzwerkes

 

Zunächst sollten Sie überlegen, an welchen Stellen in Ihrem Haushalt Sie Datenanschlüsse vorsehen wollen und wo sich der Datenübergabepunkt Ihres Providers (engl. Anbieter für Breitbandanschluss) befindet. Hier einige oft nachgefragte Wünsche und Optionen als Anregung:

 

  • Um IPTV nutzen zu können, brauchen Sie den Datenzugang an dem Ort, an dem Sie Fernsehen schauen wollen. Dies ist normalerweise das Wohnzimmer, aber auch im Schlafzimmer gibt es ggf. Bedarf.

 

  • In Ihrem Arbeitszimmer brauchen Sie sicherlich für Ihren PC einen Netzwerkanschluss, um Zugang zum Internet für Email und Webbrowser zu haben.

 

  • Denken Sie auch an Ihre Sprösslinge, die für die Schule und die Hausaufgabenrecherche einen schnellen Zugang zum Internet im Kinderzimmer benötigen. Aber auch für andere Anwendungen besteht manchmal der dringende Bedarf eines Internetzuganges. Oder gibt es bei Ihnen auch Erwachsene, die auf Online-Computerspiele stehen?

 

  • Ein zentraler Netzwerkdrucker oder Scanner macht vor allem in den als Home Office genutzten Häusern/Wohnungen Sinn. Um von allen Teilnehmern genutzt werden zu können, muss er am Netzwerk angeschlossen sein.

 

 

Bild 1: POF – Installation

Ihr Provider bietet Ihnen vermutlich als Übergabepunkt für den hochratigen Datenanschluss den Keller Ihres Einfamilienhauses oder den Eingang Ihrer Wohnung an. Sie haben also die Aufgabe, den Datenanschluss des Providers auf typischer weise 2 bis 4 Endgeräte bzw. Computer/Wohnung zu verteilen. Im Bild rechts sind das die rot gezeichneten Leitungen innerhalb der Wohnung. Die blauen Leitungen zeigen das Hausverteilnetz dar.

 

 

 

 

Sobald Sie alle gewünschten Netzanschlusspunkte kennen (siehe Bild 1), können Sie mit der Planung der einzelnen Datenleitungen beginnen. Die folgende Strategie ist dabei empfehlenswert:

 

  • Alle Netzwerkverbindungen, die sich ohne bauliche Schwierigkeiten mit elektrischen CAT-Kabeln realisieren lassen, sollten auch derart aufgebaut werden. Kupferkabel ist mit Abstand die preiswerteste Lösung, z.B. für einen direkt am Datenübergabepunkt befindlichen Drucker oder für den PC in einem Arbeitszimmer, das unmittelbar an den Übergabepunkt des Providers angrenzt.

 

  • Soll die Datenleitung aber in das erste oder zweite Stockwerk führen oder sogar quer durch das Wohnzimmer auf der neuen Strukturtapete zum TV-Gerät verlegt werden, dann sind Kupferkabel ein bauliches und ästhetisches Problem. Sie können nur durch die Neuverlegung von Kabelkanälen oder Wandschlitzen unauffällig verlegt werden. Der hierfür notwendige Aufwand an Umbaumaßnahmen ist hoch. Hier kann die POF ihre Vorteile ausspielen. Wie POF maximal unauffällig verlegt werden kann, zeigen wir Ihnen im nächsten Abschnitt.

 

  • Sollte sich Ihre Wohnung oder Ihr Haus über mehrere Etagen ausdehnen, die ggf. durch stahlarmierte Betondecken „funkdicht“ voneinander getrennt sind, könnte sich auch eine Kombination aus WLAN und POF-Netzwerk als geeignete Lösung herausstellen. Verbinden Sie die bequem durch das WLAN-Netzwerk erreichbare Etage drahtlos durch Funk und ziehen Sie in die durch WLAN nicht erreichbaren Etagen je eine POF. Ggf. kann die POF dort gleichfalls einen WLAN Access Point ansteuern.

 

Fazit: POF basierende Datenleitungen können dort ihre Vorzüge in besonderer Weise einbringen, wo alternative Datenleitungen aufgrund baulicher Verhältnisse erheblichen Mehraufwand bei der Vernetzung bedeuten würden. In allem anderen Fällen erreicht man durch den Aufbau gemischter Netze aus POF, CAT und WLAN ein wirtschaftliches Optimum.

 

2.   Technischer Aufbau des POF Heimnetzwerkes

Bild 2

Bild  2 zeigt an einem Beispiel schematisch den Netzaufbau eines kleinen Wohnungsnetzes, bestehend aus einer POF-Datenleitung z.B. ins obere Stockwerk, einer elektrischen Datenleitung zur Verbindung des Netzwerkdruckers und einem WLAN Access Point, der im Erdgeschoß für den VoIP-Anschluss sorgt.

 

 

 

Den Sternpunkt Ihres Netzwerkes bildet meistens ein Gerät, welches einerseits einen Router zur Verbindung des Netzwerkes nach außen und andererseits einen Switch mit mehreren RJ-45 Ports (Anschlüsse für elektrische Kupferdatenkabel) enthält. Werden mehr als die, in den integrierten Router/Switch Einheiten vorhandenen Ports benötigt, kann auch eine Kombination aus einem separaten Router und einem beliebig großen, elektrischen Switch verwendet werden.

 

Die Bildreihe  zeigt konkrete Hardwarekomponenten, die für den Aufbau eines optischen Links vom elektrischen Übergangspunkt im Switch, der RJ45 Buchse,  bis zum Übergangspunkt im WLAN AP, gleichfalls RJ45-Buchse, notwendig sind.

Die Übertragunsstrecke ist gleichwertig einer elektrischen CAT-Kabel Verbindung. Die angeschlossenen Geräte, z. B ein Computer kann nicht feststellen, ob er über eine Kupferleitung oder eine POF verbunden ist. An das Betriebssystem angepasste Treibersoftware ist nicht erforderlich.

Vergleicht man die Kosten, die die Herstellung einer CAT-Verbindung verursacht, mit denjenigen, die für ein POF-System aufzubringen sind, sind folgende Aspekte zu berücksichtigen.Zwar sind die Kosten pro Meter für das CAT5-Kabel geringfügig höher als die Kosten für das POF-Kabel. Jedoch benötigt das POF-System an beiden Endstellen sog. Medienkonverter, die die Datenkonversion von elektrischen auf optische Signale vornehmen. Die Medienkonverter machen den Großteil des Preises für eine POF-Übertragungsstrecke aus. So gesehen ist die POF eine sehr teure Lösung.

Betrachtet man jedoch die Arbeitskosten, die bei der Verlegung eines CAT-Kabels entstehen, so kehrt sich das Ergebnis des Preisvergleiches zwischen beiden Systemen schnell zu Gunsten der POF um. Setzt man etwa für die Installation des CAT-Kabels einen zusätzlichen Zeitaufwand von 3 bis 4 Stunden an (darin eingeschlossen sind die Bohrungen und anschließenden Versiegelungen für Mauerdurchführungen, die Vermessung, Beschaffung und Installation eines passenden Kabelkanals oder die Einarbeitung eines Wandschlitzes zur Verlegung des Kabels bis hin zur Reinigung der Baustelle in der Wohnung), so sind bei üblichen Handwerker-Stundensätzen die Kosten für die aktive Elektronik im Medienkonverter schon mehr als kompensiert.

Ein exakter Kostenvergleich kann letztlich aber nur anhand der konkreten Situation im Gebäude vorgenommen werden. Für ein Gebäude im Rohbau oder während der Totalrenovierung sieht der Kostenvergleich anders aus als für ein bewohntes und eingerichtetes Objekt.

 

3.   Die Verlegung der POF im Haus

Kommen wir nun zum Thema POF-Verlegung und -Konfektionierung im Haus, den beiden großen Vorzügen der POF-Technologie gegenüber den alternativen Netzwerktechnologien (siehe LAN-Heimnetzwerk). Wenn Sie zum ersten Mal eine Datenverbindung mit POF in Ihren eigenen vier Wänden vornehmen wollen, empfehlen wir Ihnen die Anschaffung von zwei Sets:

 Sie haben die Wahl zwischen POF-Kabeln mit 2,2mm Außendurchmesser in weiß und einer nicht ummantelten, und damit natürlich auch transparenten POF mit nur 1mm Durchmesser.

Mit dem 1mm dicken, nicht ummantelten Kabel hat man die Möglichkeit, die Unauffälligkeit der POF-Leitung zu maximieren, muß dafür jedoch eine gewisse Empfindlichkeit des Kabels gegenüber mechanischer Verletzung mit spitzen oder scharfen Gegenständen in Kauf nehmen. Bedenkt man, daß der Kabelpreis für ein neues Kabel recht niedrig ist und das Kabel in kurzer Zeit neu verlegt werden kann, ist das Risiko einer Kabelbeschädigung für viele Anwender sehr gering. Dazu gibt es aber auch andere Meinungen. Wir verweisen dazu auf Abschnitt III.

 

Sie sind nun stolzer Besitzer Ihrer Startsets und können mit der Installation Ihrer Datenverbindungsleitung beginnen.

Dazu müssen Sie das ausgewählte POF-Kabel zwischen den beiden, gemäß Abschnitt 2 identifizierten Punkten verlegen. Sie haben dabei unvergleichlich viel mehr Möglichkeiten, als wenn Sie ein elektrisches CAT5 Kabel zu verlegen hätten. Sie selbst kennen Ihr Eigenheim besser als jeder andere und können damit die optimale Lösung für Ihren Einzelfall finden. Hier einige Anregungen, die sich bei bislang durchgeführten POF-Installationen als sehr nützlich herausgestellt haben.

 

  • Installation entlang von Stromversorgungsleitungen:

Im Gegensatz zu elektrischen CAT5 Kabeln können POF Kabel problemlos in unmittelbarem Kontakt parallel zu Stromleitungen verlegt werden, da es dank optischer Übertragungstechnik im POF Kabel nicht zu einer elektromagnetischen Beeinflussung auf das Datenkabel kommen kann. Sollten Ihre Stromleitungen z.B. in Leerrohren verlegt sein, können Sie in diese Leerrohre problemlos das POF-Kabel zusätzlich einfügen.

 

  • Installation entlang von Heizungsrohren:

Moderne Heizungsanlagen arbeiten mit Vorlauftemperaturen von deutlich kleiner 70°C, die ein mit 650nm betriebenes POF-Kabel problemlos auch im Langzeitbetrieb aushält. Da entlang von Heizungsrohren sich oftmals im Gebäude ein 2 bis 3mm großer Schlitz finden läßt, durch den das Kabel hindurch gezogen werden kann, sind Heizungsrohrleitungen ebenfalls eine attraktive Option zur POF Vernetzung.

 

  • Bild 6

    Installationen zwischen zwei Räumen:

 

Für die Durchleitung eines POF-Kabels von einem Raum in den nächsten benötigt man ein nur 3mm großes Loch in der Wand. In Leichtbauwänden kann dieser Durchbruch in kürzester Zeit nahezu ohne Verschmutzungen im Wohnraum angebracht werden. Da das POF-Kabel dann im weiteren Verlauf der Installation im Raum sehr unauffällig ist, kann man es in der Nähe der Decke verlegen. Die Wandbohrungen sollten damit auch nahe der Decke angebracht werden (Bild 6).

 

Die Installationsmethode gemäß Bild 6 kann natürlich mit jedem Kabeltyp durchgeführt werden. Sollten Sie sich für das nicht ummantelte Kabel entschieden haben, sollten Sie im Bereich der Wanddurchführung einen Kabelschutz (z.B. von Fa. Miniflex) vorsehen.

 

  • Befestigung der POF an der Wand:

Sie können das POF-Kabel mit jeder Kabelfixierung, die für die Befestigung elektrischer Kabel angeboten wird, befestigen. Auch wenn es sehr kleine, aus transparentem Material hergestellte Kabelfixierungen gibt, sind diese Kabelfixierungen doch meist für die sehr filigrane POF zu groß. Wahrscheinlich wird es irgendwann mit der Verbreitung von POF-Heimnetzen Hersteller geben, die exakt die für die POF ideal geeigneten Wandfixierungen anbieten. Derzeit muß man sich aber mit heute verfügbaren Teilen behelfen. Übrigens: bei der Fixierung der federleichten, nicht ummantelten POF reicht oft auch ein über wenige cm angebrachter transparenter Klebestreifen zur Befestigung.

 

  • Befestigung der POF in der Fußbodenleiste:

Ein 2,2mm dickes POF Kabel paßt normalerweise auch in die Spalte zwischen Fußbodenleiste und Wand eines Teppich- oder Parkettbodens. (Bei gefliesten Böden funktioniert das leider meistens nicht.) Auf diese Weise erhält man einen für POF geeigneten „Kabelkanal“, den man sich bei der Installation zu Nutze machen kann. Schwierig werden könnte bei dieser Art der POF Verlegung die Überwindung von Türrahmen. Betrachten Sie deshalb den Aufbau Ihrer Wohnungstüren; oft schließt der Türrahmen nicht auf Stoß am Bodenbelag an, so daß für die POF ein ausreichend großer Schlitz zur Durchführung in den Nachbarraum bleibt.

 

  • Verlegung der POF an der Fassade:

Eine weitere Idee zur Verlegung der POF ist die Installation des POF Kabels an der Außenwand des Gebäudes. Wenn Sie diesen Weg gehen wollen, brauchen Sie natürlich an den Fenstern, durch die die POF ins Gebäude geführt werden muss, ein kleines 3mm großes Loch. Nach Einzug der POF verschließen Sie dieses bitte sofort mit einem geeigneten, nicht lösungsmittelhaltigen Kleber. POF Kabel mit witterungsbeständigem Mantelmaterial sind grundsätzlich verfügbar, bislang liegen bei DieMount diesbezüglich keine Erfahrungen vor.

 

  • Krümmungsradien:

Die POF ist bekanntlich ein optischer Lichtwellenleiter und damit empfindlich auf zu kleine Krümmungsradien bei der Installation. Wie groß ist aber der minimal zulässige Krümmungsradius? Diese Frage ist in allgemeiner Form nicht zu beantworten.

Auch wenn in den Datenblättern der Faserhersteller meist andere Angaben zum minimalen Krümmungsradius zu finden sind, die aufgrund ihrer Definition zu wenig praxistauglichen Radien führen, empfehlen wir, einen minimalen Krümmungsradius von nur 10mm, wenn er denn nicht zu häufig in der Leitungsführung auftritt, nicht zu unterschreiten. Natürlich geht an dieser Biegung Licht verloren, jedoch führt das erst dann zu Fehlern im Übertragungssystem, wenn die Leitung die maximal zulässige Länge hat, eine zu große Häufung von kleinen Krümmungsradien und möglicherweise noch andere Kabelfehler auftreten.

Die Optospider™ Systeme sind mit mehr als doppelter Sendeleistung für jeden zulässigen Anwendungsbereich (3dB Systemreserve) ausgelegt, so daß ein zu enger Krümmungsradius in der Regel nicht zum Systemausfall führt.

 

! Vorsicht: Das heißt nicht, dass Sie ein POF-Kabel, wie ein elektrisches Kabel, mit Krümmungsradius 0 um eine scharfe Ecke führen dürfen. Neben den Lichtverlusten bleibt dabei meist auch ein irreversibler Schaden am Wellenleiterkern zurück.

 

Einen qualitativen Eindruck von der Größe des Lichtverlustes an zu engen Krümmungsradien können Sie sich übrigens dadurch verschaffen, indem Sie ein transparent ummanteltes POF Kabel in ein Übertragungssystem einsetzen und dann mit den Fingern so weit zudrücken (also den Krümmungsradius verringern), bis die Datenübertragung aussetzt.

 

Sie werden feststellen, dass Sie dabei einen Krümmungsradius erzeugen müssen, der nahe an der mechanischen Zerstörung des Kabels liegt und dass kurz vor dem Aussetzen der Übertragung erhebliche Mengen optischer Leistung ausgekoppelt werden.

 

 

  • Verwendung von Klebern:

Grundsätzlich kann das POF Kabel auch mit Klebern auf der Wand fixiert werden. Beachten sollte man dabei jedoch, daß sog. Schmelzkleber, die mit Temperaturen weit über 100°C aus einer Klebepistole an dem Kabel angebracht werden, keinesfalls in so hoher Masse an das Kabel gebracht werden dürfen, daß der POF-Wellenleiterkern sich dabei über 85°C erwärmt. Bei zu hohen Temperaturen beginnt der Kunststoffkern der POF sich thermoplastisch zu verformen, was zur Zerstörung der POF führt. Ähnliche Hinweise gelten auch für lösungsmittelhaltige Kleber wie Cyanacrylatkleber (Sekundenkleber).

Es muss sichergestellt werden, dass das Lösungsmittel nur ganz kurze Zeit auf den Wellenleiterkern der POF einwirken kann. Hierfür gibt es heute geeignete Klebermaterialien. Wenn Sie sich mit diesen Werkstoffen nicht auskennen, sollten Sie die POF nicht kleben, sondern mechanisch befestigen. Versuche mit Tapetenkleistern haben ergeben, daß durch diesen Klebertyp die POF, auch die nicht ummantelte, nicht beschädigt wird. D.h., man kann die nicht ummantelte POF mit 1mm Durchmesser auch unter der Tapete verlegen.

 

  • Kürzen der POF:

In jedem Optospider™ Startset befindet sich ein 30m POF Kabel, dessen Wellenleiterendflächen maschinell hochwertig bearbeitet sind. Wenn Sie nun aber ein Datenkabel mit nur 20m oder gar noch geringerer Leitungslänge benötigen, müssen Sie das POF Kabel kürzen. Verwenden Sie dazu das in jedem Startset enthaltenen Schneidgerät. Es besteht aus einer um 0,1mm von der Vorderseite zurückgesetzten Industrieklinge (damit Sie sich nicht verletzen können) und 4 torförmigen Öffnungen an der Klinge zum Trennen des Kabels. Bilderfolge 5 zeigt den Ablauf des Schneidvorganges.

 

Legen Sie die das POF Kabel auf eine ebene Unterlage, setzen Sie das Schneidwerkzeug an einer der torförmigen Stellen auf die POF und drücken Sie dann das Werkzeug senkrecht und mit raschem Druck bis auf die Unterlage durch. Da das Kabelmantelmaterial nur bis auf 0,1mm Restdicke geschnitten werden kann, müssen Sie diese Restdicke durch Abreißen trennen.

 

!Vorsicht: Es sind im Handel auch andere preiswerte Schneidwerkzeuge zum Kürzen von POF Kabeln erhältlich. Diese Werkzeuge werden vorwiegend in Verbindung mit POF Duplexkabeln und Duplexsystemen eingesetzt. Die Endflächenqualität dieser Schneidwerkzeuge ist schlechter und meist ungeeignet für die hohen Anforderungen an die Endflächenqualität eines Simplexsystems.

 

Beabsichtigen Sie, ein nicht ummanteltes POF Kabel zu kürzen, schneiden Sie bitte zunächst das Kabel an der gewünschten Stelle irgendwie (z.B. mit einer Schere) durch, schieben Sie dann das im Startset enthaltenen Stück Kabelmantel über das nichtummantelte Faserstück und schneiden Sie dann analog zu Bilderfolge 5. Läßt sich das Stückchen Kabelmantel nur schwer auf die POF aufziehen, hilft meist ein bißchen Feuchtigkeit, die vor dem Aufziehen auf das POF Ende aufgebracht werden muss.

 

4.   Der Anschluss der Medienkonverter

 

Der nächste Schritt ist nun die Wandmontage und der Anschluss der Medienkonverter an das verlegte POF Kabel.

 

Zum elektrischen und optischen Anschluss der Medienkonverter folgen Sie bitte der im Startset enthaltenen Installationsanleitung!

 

Sofern Sie sich exakt an die Schritte zur Installation gehalten haben, sollte die Datenübertragung mit Ihrem neuen Startset einwandfrei funktionieren.

 

Bitte nehmen Sie die Netzwerkeinstellungen im Betriebssystem Ihres Rechners so vor, als wären Sie nicht über ein POF-Kabel sondern über ein elektrisches Datenkabel verbunden.

 

Bild 7

 

 

Nach erfolgreicher Installation des POF Heimnetzwerkes: „Endlich kann ich „googlen“!