Praxisbeispiel für eine Glasfaser-Planung und
Ausbau-Kostenschätzung
Jens Wiggenbrock
Regionalworkshop „Breitband-Förderprogramme richtig nutzen“
20. Januar 2016 – Arnsberg
Fachhochschule Südwestfalen
Fachbereich Ingenieur- & Wirtsch.-wissenschaften
59872 Meschede
Bauhaus-Universität Weimar
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Breitbandausbau
Konventionelle Infrastrukturen
https://www.flickr.com/photos/smercury98/2275736935/sizes/l/in/photostream/ http://hauck-tiefbau.de/wp-content/uploads/2013/10/Kabelbau-Leitungsbau.jpg
Dublin
2014
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• Die technische Infrastrukturvorplanung beschreibt die frühe Planungsphase
zur Erschließung eines Gebietes mit Versorgungs-, Entsorgungs- und
Kommunikationseinrichtungen sowie deren Verbindungen.
• Vielfältige Anforderungen an den Bau neuer Infrastrukturen sind:
– der Erhalt bestehender Infrastruktur,
– die vorrangige Nutzung bestehender Verbindungswege und
– Die Minimierung von Kabel- und Tiefbaukosten.
Infrastrukturvorplanung
Definition
Bedarf Vorplanung Detailplanung Ausbau
Zeitlicher Verlauf
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Infrastrukturvorplanung benötigt zur Planung Kenntnisse des Ausbaugebiets
– Position und Nutzungsart von Gebäuden
– Verlauf und Beschaffenheit von Verkehrswegen
– Geografische und geologische Besonderheiten
– Informationen über mögliche Hausanschlusswege
– Informationen über erzielbare Anschlussgrade
– Algorithmen zur Datenkombination und Planung
Infrastrukturvorplanung
Daten
Bedarf Vorplanung Detailplanung Ausbau
Zeitlicher Verlauf
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Gebäude
Klassifikation von Gebäuden und deren Nutzungsarten
öffentlich=orange; geschäftlich=blau; wohnen=grün; garage=braun
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Verbindungsstrecken
Identifikation möglicher Verbindungsstrecken
Erdreich
Tragschicht
Deckschicht
Bestehende Infrastruktur
x
z
y
Bod
enp
rofil
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Verbindungsstrecken
Geologische Besonderheiten
• Gibt Aufschluss über mögliche Verlegemethoden und die
Wiederverfüllbarkeit des Aushubs (Entsorgung und Ersatzmaterial)
• 2015 war „UN-Jahr des Bodens“
Erfassung der Böden im 100 m Raster; Nutzbarkeit in der Landwirtschaft
Bildquellen: Wikipedia
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Algorithmen
Optimierung – Kabelkosten versus Tiefbaukosten ?
Länge [m]
Kosten/m [EUR/m]
Gesamt [EUR]
Kabel 47 303 5 236 515
Tiefbau 6822 100 682 200
Gesamt 918 715
Länge [m]
Kosten/m [EUR/m]
Gesamt [EUR]
Kabel 95 154 5 475 770
Tiefbau 6309 100 630 900
Gesamt 1 106 670
Minimum Kabelkosten und Tiefbaukosten unmöglich => Kompromiss
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• Forschungsfrage: Mit welchen Methoden
kann eine automatisierte Glasfaserplanung
erfolgen ? => Sammlung von Methoden in
einem bedienbaren Planungswerkzeug
(im Folgenden vorgestellt)
• ~ 1900 Einwohner lt. Wikipedia,
Teilweise durch UM derzeit gut versorgt
Restliche Haushalte DSL ~16MBit ?
• Praktisch: Wie sollte ein Glasfasernetz für
Eversberg konkret aussehen und
was kostet der Bau ?
• Datenbasis: OpenStreetMap
• Annahme: Leitung:2€/m;Tiefbau:70€/m
Praxisbeispiel
Glasfaser-Planung Meschede Eversberg
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Praxisbeispiel
Luftbild; ländlicher Raum, für Netzausbau zu teuer ?
Meschede
Bestwig
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Praxisbeispiel
Planungsgebiet definieren
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Praxisbeispiel
Ortskern; Adresspunkte
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Praxisbeispiel
Ortskern; Adresspunkte + Straßen
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Praxisbeispiel
Ortskern; Adresspunkte + Gehwege …
Problem: Daten über Gehwege existieren nicht (OpenStreetMap, Katasteramt). Gehwege entlang Straßen müssen aufwändig erzeugt werden (je nach Straßentyp) => Dadurch „entstehen“ > 60 km routingfähige Straßen und Wege Resultierende Fragestellung: Wo und wie kann die Straßenseite gewechselt werden ?
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Praxisbeispiel
… fehlt noch ein zentraler Verteilpunkt
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Praxisbeispiel
Planung Hausanschlüsse (Gebäude bis Gehweg)
- 543 adressierbare Gebäude - Häufigkeitsverteilung zwischen 7m und 15m = ländlicher Raum - Gesamt Hausanschlusslänge für alle Gebäude ~ 7,2 km !!! => Bei 100€/m = 720.000€ Hausanschlusskosten
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Praxisbeispiel
Kostenfunktionen je nach Straßen-/Gehwegtyp
Was kostet die Verlegung pro Meter - Kreisstraße ? - Anliegerstraße ? - Spielstraße / Fußgängerzone ?
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• Basiert auf den vorhandenen Geodaten & eingegebenen Kostenfunktionen
– Straßen und Gehwege
– Leerrohre
• Von Gebäude zum kostengünstig nächsten erreichbaren Verteilpunkt
– Neue Spleißbox
– Bestehender KVZ
• Plant eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung
– WDM-Splitter „im Feld“ nicht wünschenswert bei Neubau
• Optimiert Tiefbau & Leitungskosten
– bündelt Leitungswege
– dauert nur wenige Minuten
– Planung in Echtzeit möglich => sofortige Reaktion auf Bauereignisse
Praxisbeispiel
Automatische Planung
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Praxisbeispiel
Chart-Ausgabe von Planungsalternativen & Kosten
• Blau: Kabelkosten
• Orange: Tiefbaukosten
• vlnr: Tiefbaukostenoptimiert -> Leitungskostenoptimiert
• min 16km bis 20km Tiefbau (1,1 Mio € - 1,5 Mio €)
• min 270km bis 550 km Glasfaser (0,5 Mio € - 1,1 Mio €)
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Praxisbeispiel
Netzstruktur Übersicht
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Praxisbeispiel
Netzstruktur
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Praxisbeispiel
Netzstruktur Detail
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Praxisbeispiel
Netzstruktur im Kosten-Ampelmodell
Ampelmodell zeigt Kostentreiber Rot = >200% der Durchschnittkosten / m Gelb = >150% der Durchschnittkosten / m Grün = <100% der Durchschnittkosten / m Wenige Teilnehmer + weite Strecken = teuer ! Daher: vorrausschauende Leerrohrverlegung bei Baumaßnahmen in diesen Bereichen nötig
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Praxisbeispiel
Netzstruktur im Kosten-Ampelmodell; Übersicht
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Praxisbeispiel und Ausblick
„Trockene Planung“? Wir können auch „3D-Planungserlebnis“
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Praxisbeispiel und Ausblick
Aktuelle Luftbilder & Planungsdaten aus verschiedenen Blickwinkeln lassen
weitere Randbedingungen erkennen
(z.B. Parkzonen, Rosengärten, steile Böschungen, …)
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Praxisbeispiel und Ausblick
Head-Mounted-Display mit 3D-Darstellung erlaubt virtuelle Begehung des
Planungsgebietes
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Praxisbeispiel und Ausblick
Ausblick auf das zukünftige Glasfasernetz
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20. Januar 2016 – Arnsberg 29
• Frühzeitige Einbeziehung regionaler Entscheidungsträger z.B. Bürger-
meister, Wirtschaftsförderer durch aktive Entwicklung eigener Konzepte
• Die Infrastrukturvorplanung kann binnen weniger Minuten eine
kostengünstige Netzwerktopologie erzeugen
• Vorhandene Infrastrukturen (Leerrohr, Verteilpunkte) werden eingeplant
• Vorrausschauende Leerrohrverlegung wird durch Echtzeit-Planung und
Anzeige der kostenintensiven Bauabschnitte möglich
• Erkenntnisse der über voraussichtliche Kosten für den Glasfaserausbau
unterstützen die Investitionsentscheidung bezüglich einer Detailplanung
• Varianten der Infrastrukturvorplanung sind die Grundlagen für eine
anschließende Detailplanung
• Diskussion der Planungen wird durch Visualisierung unterstützt => VDI7000
Richtlinie empfiehlt frühe Öffentlichkeitsbeteiligung => Anschlussgrade
erhöhen, Daten verbessern, Kosten senken
Zusammenfassung
Fazit
Praxisbeispiel für eine Glasfaser-Planung und
Ausbau-Kostenschätzung
Jens Wiggenbrock
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