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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 [email protected]

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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

[email protected]

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Jens Wiggenbrock – Regionalworkshop „Breitband-Förderprogramme richtig nutzen“

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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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• 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

Regionalworkshop „Breitband-Förderprogramme richtig nutzen“

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