Anhang technische Hintergründe
Zu Abschnitt 3.1.1.1 Leitungsgebundene Breitbandversorgung:
Eine einheitliche Definition eines Breitbandanschlusses gibt es nicht und insbesondere international ist sie keineswegs gleich. Es gibt in den einzelnen Regionen ein sehr unterschiedliches Verständnis darüber, was einen Breitbandanschluss ausmacht. Wenn beispielsweise die Anschlussquoten von einem Land in dem ein Breitbandanschluss bei einer Datenrate > 50Mbit/s beginnt, mit einem Land verglichen, in dem schon > 2 Mbit/s als Breitbandanschluss gelten, ist es nicht verwunderlich, dass sehr unterschiedliche Ergebnisse dabei herauskommen. Die Datenübertragungsleistungen der Telekommunikationsanschlüsse haben sich in wenigen Jahren vervielfacht. Analog dazu hat sich die Definition was ein Breitbandanschluss ist in sehr kurzen Abständen immer wieder verändert.
Meilensteine der Breitbandentwicklung:
2 Mbit/s (erste DSL Anschlüsse)
16 Mbit/s (ADSL Anschlüsse)
30 Mbit/s (VDSL Anschlüsse)
> 50 Mibt/s (Vectoring, Glasfaser, Kabelfernsehen)
> 200 Mbit/s (Glasfaser, Kabelfernsehen)
> 1 Gbit/s (Glasfaser)
Ein Vergleich älterer und neuerer Zahlen ist daher nur schwer möglich. Vielfach ist auch nicht genau definiert, welche Bandbreite gemeint ist. Meistens geht man von der Datenrate im Downstream aus. Bei asymmetrischen Techniken wie DSL und Kabelfernsehen liegt die Datenrate im Upstream deutlich niedriger. Glasfaseranschlüsse sind in der Regel symmetrisch mit gleichen Datenraten im Down- und Upstream.
In den ursprünglichen Förderrichtlinien von Bund und Land wurde eine Bandbreite von mehr als 50 Mbit/s im Downstream als Breitbandversorgung angesehen (erste Zieldefinition Breitbandversorgung). An anderen Stellen geht man erst bei einer Bandbreite > 100 Mbit/s von einem Breitbandanschluss aus. Zwischenzeitlich strebt sowohl die Bundes- als auch die Landesregierung eine flächendeckende Versorgung von > 1 Gbit/s bis 2025 an (zweite Zieldefinition Breitbandversorgung).
Vor dem Beginn des Breitbandausbaus im Jahr 2015 war die Versorgungslage im Kreisgebiet dreigeteilt. Zum einen gab es größere Ortslagen, in denen die Nutzer neben den Angeboten der Telekom auch einen Internetanschluss über die TV-Kabelnetze nutzen konnten. Die Betreiber der TV-Kabelnetze konnten schon zu diesem Zeitpunkt Zugänge mit einer Bandbreite von über 50 Mbit/s anbieten. Diese Bereiche galten daher nicht als unterversorgt und waren für einen weiteren Breitbandausbau nicht förderfähig.
Die zweite Gruppe bildeten die Nutzer in den meist kleineren Ortslagen, in denen keine TV-Kabelnetze vorhanden sind. Hier waren im Wesentlichen die DSL-Angebote der Telekom verfügbar. Die nutzbaren Bandbreiten lagen zwischen 16 Mbit/s und 30 Mbit/s. Eine Breitbandverfügbarkeit im Sinne der Förderkriterien war hier demnach nicht gegeben.
Die dritte Gruppe bilden die Nutzer in den Außenbereichen außerhalb der Ortslagen. In diesen Bereichen stehen zunächst die gleichen Angebote der Telekom zur Verfügung wie in den Ortslagen. Hier kommt aber die Signaldämpfung als grundsätzlicher physikalischer Effekt bei der Datenübertragung über Kupferleitungen negativ zum Tragen.
Die Signaldämpfung nimmt mit der Leitungslänge zu. Die Folge ist, dass die nutzbare Bandbreite mit der Länge der Anschlussleitung abnimmt. Die Anschlüsse im Außenbereich haben in der Regel sehr viel längere Anschlussleitungen als in den Ortslagen. Das führt dazu, das an den Anschlüssen im Außenbereich häufig nur 6 Mbit/s und weniger zur Verfügung stehen.
Der Ausbau der Breitbandversorgung erfolgt analog dazu ebenfalls auf jeweils unterschiedliche Weise.
In der ersten Gruppe erfolgt der Ausbau hauptsächlich durch Ertüchtigung der vorhandenen Netze. Die Telekom stellt ihr Netz auf das sog. Vectoring um. Die Technik basiert auf zwei Maßnahmen. Zum einen wird versucht, durch eine aktive Rauschunterdrückung die Störungen zu minimieren, die zwischen den einzelnen Adernpaaren entstehen (Übersprechen). Die andere Maßnahme besteht darin, die Kupferkabel zwischen den Hauptverteilungen in einer Ortslage und den Kabelverzweigern in der Straße durch Glasfaserleitungen zu ersetzten. Da in den Kabelverzweigern auch aktive Technik eingebaut werden muss, werden die Gehäuse wesentlich größer. Ziel ist die Kabellänge zum Nutzer zu verkürzen und damit die Signaldämpfung zu verringern. Die Erhöhung der Bandbreite erfolgt also über eine Verbesserung der Signalqualität.
Die TV-Kabelnetzbetreiber verfolgen eine ähnliche Strategie. Auch dort werden die Kupferkabel bis zu den Kopfstellen durch Glasfaserkabel ersetzt. Die Kabelnetzbetreiber verwenden sog. Koaxialkabel (vgl. Antennenkabel). Diese sind gegenüber den von der Telekom benutzten Telefonkabeln weniger anfällig gegenüber Störungen und Signaldämpfung. Daher lassen sich mit dieser Infrastruktur etwas höhere Bandbreiten erreichen.
Mittels Vectoring lassen sich Bandbreiten von 100 – 120 Mbit/s im Downstream und 40 Mbit/s im Upstream erzielen. Die Abhängigkeit von der Leitungslänge bleibt, das heißt mit zunehmender Leitungslänge zwischen Kabelverzweiger und Hausanschluss wird die Bandbreite auch mit Vectoring immer geringer.
Bei den TV-Kabelnetzen lassen sich je nach Standort bis zu 400 Mbit/s im Downstream aber nur 20 Mbit/s im Upstream erreichen.
Beide Techniken sind daher stark asymmetrisch, was sich dann negativ auswirkt, wenn größere Datenmengen hochgeladen werden sollen.
Das Ziel bis 2025 über ein flächendeckendes Gigabitnetz zu verfügen lässt sich mit diesen Techniken nicht erreichen. Auch in diesen Ortslagen ist in der zweiten Stufe der Ausbau eines Glasfasernetzes erforderlich.
Fast alle kleineren Ortslagen ohne TV-Kabelnetz werden derzeit von Privatunternehmen (Deutsche Glasfaser) mit einem neuen Glasfasernetz ausgebaut. Das Glasfasernetz wird unabhängig von den vorhandenen Kommunikationsnetzen gebaut und betrieben. Dabei wird ein sogenanntes Fiber to the Home (FTTH) Netz aufgebaut. Bei diesem Netz wird die Glasfaserleitung bis in die Wohnung geführt. In der Wohnung erfolgt dann der Übergang zur vorhandenen Telekommunikationstechnik. Die Technik ist unabhängig von der Leitungslänge und erlaubt symmetrische Bandbreiten von mehr als 1 Gbit/s in jede Richtung. Der Aufbau einer komplett neuen Infrastruktur erfordert sehr hohe Anfangsinvestitionen und Tiefbauarbeiten in erheblichem Umfang. Der Ausbau erfolgt durch private Unternehmen, so dass sich die Maßnahmen für den Unternehmer wirtschaftlich lohnen müssen. Als Mindestgrenze haben die Anbieter daher eine Anschluss- und Nutzungsquote von 40% in den Ortslagen und von 50% in den Gewerbegebieten festgesetzt. Am Beginn des Ausbaus steht die sogenannte Nachfragebündelung. Mit dem Ausbau wird nur begonnen, wenn mindestens 40 % der anschließbaren Haushalte einen Anschlussvertrag abgeschlossen haben. Ein großer Vorteil für die Haushalte, die einen Vertrag abschließen, ist, dass keine einmaligen Anschlussgebühren anfallen, die bei einem späteren Anschluss bei ca. 800 € liegen. Die monatlichen Kosten liegen in der Größenordnung, welche die Haushalte auch für ihre vorhandenen Anschlüsse zahlen, aber verbunden mit einer wesentlich größeren Bandbreite. Bei dem Model der Glasfaserversorgung bis in die Wohnung (FTTH) sind eigene Beiträge des Haus- und Wohnungseigentümers erforderlich.
Diese bestehen aus:
- Der Duldung von Tiefbauarbeiten auf dem eigenen Grundstück
- Installation neuer Leitungen und Technikkomponenten im Haus oder in der Wohnung
- Eventuell der Beschaffung und Konfiguration neuer Netzwerkkomponenten (Router, WLAN)
- Der eigenen Beschäftigung mit den neuen Techniken
Die oben genannten Maßnahmen führen in einigen Fällen dazu, dass die Nutzer auf den Breitbandanschluss verzichten. In jedem Fall sind die gebauten Glasfasernetze auf eine Vollversorgung ausgelegt, sodass bisher noch nicht angeschlossene Haushalte nachträglich versorgt werden können. Diese Ortslagen sind mittelfristig im Vorteil, da sie über eine Infrastruktur verfügen, die auch für symmetrische Bandbreiten größer 1Gbit/s ausgelegt ist.
In den Außenbereichen ist kein wirtschaftlicher Ausbau der Breitbandnetze möglich. Betroffen sind ca. 8000 Haushalte und landwirtschaftliche Betriebe. Für diese Bereiche werden die Förderprogramme von Bund und Land genutzt. Aktuell ist eine Novelle der Förderrichtlinien in der Abstimmung, die auch im Außenbereich den Bau eines Glasfasernetzes ermöglicht. Die aktuellen Förderrichtlinien geben für die Gewerbegebiete einen Glasfaserausbau vor.
Zu Abschnitt 3.1.1.2 Breitbandversorgung über Mobilfunk:
Die faktisch nutzbaren Bandbreiten in einem Netz der 4. Generation (LTE-Netz) liegen bei 20 – 50 Mbit/s im Downstream. Maximal sind bis zu 100 Mbit/s möglich. Mobilfunk ist genau wie das WLAN ein sogenanntes Shared Medium. Das heißt, dass alle aktuell aktiven Nutzer sich die zur Verfügung stehende Bandbreite einer Funkzelle teilen müssen.
In den wenigen kleinen Inseln im Kreisgebiet, in denen kein LTE-Netz zur Verfügung steht, liegt es im Wesentlichen daran, dass der Funkmast nicht über einen Breitbandanschluss an das weiterführende Festnetz angeschlossen werden kann.
Die nächste, 5. Generation des Mobilfunknetzes mit dem Namen 5G soll ab dem Jahr 2020 marktreif sein. Der Ausbau soll in den Jahren 2020 – 2025 erfolgen. Die Bandbreite soll sich dann nochmal um den Faktor 10 auf bis zu 1,25 Gbit/s erhöhen. Erforderlich sind dafür allerdings kleinere Funkzellen und damit deutlich mehr Funkmasten. Die Datenübertragung über die Mobilfunkzellen bildet die „Letze Meile“ des Gesamtnetzes analog zu den Hausanschlussleitungen im Festnetz. Um die im 5G-Netz übertragbaren Datenmengen auch weiterleiten zu können, benötigen die Funkmasten selbst leistungsfähige Anbindungen an das Breitbandnetz.
Das heißt, dass nur dort leistungsfähige 5G-Funkzellen aufgebaut werden können, wo auch eine leistungsfähige Glasfaserinfrastruktur vorhanden ist, um die Daten weiterzuleiten. Hier entsteht also eine Rückkopplung zum leitungsgebundenen Breitbandausbau. Ein leistungsfähiges Mobilfunknetz kann also eine kabelgebundene Struktur nicht ersetzen, sondern nur ergänzen.
Zu Abschnitt 3.1.2 Gebäudeverkabelung im Kreishaus (LAN):
Die vorhandene Netzwerkstruktur wurde in den 90er Jahren im Kreishaus installiert. Die zentralen Netzwerkknoten sind über Glasfaserleitungen mit im Gebäude verteilten Etagenverteilern verbunden. Von den Etagenverteilern führen Kupferkabel (Lankabel) zu den Büroräumen. Diese Verkabelung ermöglicht eine Anbindung der Endgeräte mit einer Bandbreite von 100 Mbit/s.
Zur Realisierung des Ziels ist der Austausch der Kupferverkabelung zwischen den Etagenverteilern und den Büroräumen erforderlich. Die vorhandenen Kabel werden durch neue leistungsfähigere Kupferkabel ersetzt. Neben den Kabeln müssen auch die Anschlussdosen in den Büros ausgetauscht werden. Auf den relativ kurzen Leitungslängen im Gebäude lassen sich Bandbreiten von mehr als einem Gigabit auch auf der Basis von Kupferkabeln realisieren. In den Etagenverteilern müssen die aktiven Komponenten (Switche) gegen Gigabitswitche ausgetauscht werden.
Netzwerkverbindungen zu den Außenstellen und zum Rechenzentrum der citeq:
Bis zum Jahr 2010 hatte der Kreis nur wenige Außenstellen, die in die Kreis-IT integriert werden mussten. Mit der Kommunalisierung des Jobcenters und der Verlagerung der Ausländerbehörde hat sich die Zahl der Außenstellen und der dort angesiedelten Arbeitsplätze erheblich erhöht.
Zwischen der Kreisverwaltung mit ihren Außenstellen, der citeq und den anderen an die citeq angeschlossenen Gemeinden Städten und Kreisen (u.a. Kreis Coesfeld, Stadt Hamm) ist eine Netzwerkebene realisiert, das sogenannte Extranet, die vom allgemeinen Internet abgeschirmt ist, und eine sichere Datenübertragung ermöglicht. Das Netzwerk basiert auf der MPLS-Technik (Multi-Protocol Label Switching). Mit dieser Technik wird festgelegt, welchen Weg die Datenpakete im Netzwerk nehmen und die Daten damit auf exklusiven Wegen übertragen. Diese Art der Datenübertragung hat allerdings ihren Preis, so dass größere Bandbreiten relativ teuer sind. Der Kreis ist daher dazu übergegangen die MPLS-Verbindungen durch eigene Richtfunkstrecken zu ersetzen. Zunächst wurden zwei Strecken über kürzere Distanzen eingerichtet um Erfahrungen mit dem System zu sammeln. Die ersten Verbindungen liefen vom Kreishaus zur Nebenstelle in der Düsternstraße in Warendorf sowie vom Kreishaus zum Jobcenter an der Südstraße in Warendorf. Nach den sehr guten Betriebserfahrungen mit den beiden Richtfunkstrecken wurde die Anbindung über Richtfunk erheblich ausgebaut.
Anlässlich der Verlegung der Ausländerbehörde nach Ahlen wurden sehr leistungsfähige Richtfunkstrecken vom Kreishaus über das Zementwerk Anneliese in Ennigerloh nach Ahlen und Beckum aufgebaut. Die Bandbreite der Richtfunkanbindungen ist um ein Vielfaches höher als die der vorhandenen Leitungen. Diese Strecken nutzen Frequenzen, die exklusiv von der Bundesnetzagentur für den Kreis freigegeben wurden. Das stellt sicher, dass es keine Störungen durch andere Nutzer geben kann. Für die Anbindung von Datenbanken wie sie für die Ausländerbehörde gebraucht werden, ist eine geringe Latenzzeit (maximale Laufzeit eines Datenpakets) wichtig. Über die Richtfunkanbindung können sehr niedrige Latenzzeiten erreicht werden, wie sie mit den MPLS-Leitungen nicht möglich wären. Es ist vorgesehen, einen geschlossenen Ring an Richtfunkverbindungen durch das Kreisgebiet zu schalten um beim Ausfall einer Verbindung eine Einspeisung aus der anderen Richtung zu ermöglichen.
Zu Abschnitt 3.2.1 elektronische Akte:
Da Teile der Kreisverwaltung schon mit einer elektronischen Akte arbeiten, ist die technische Systementscheidung bereits getroffen. Grundkonsens ist, dass es verwaltungsweit nur ein System zur Führung der elektronischen Akte geben soll. Die in der Kreisverwaltung eingesetzte Software ist d3 von der Firma develop in Gescher. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass sie sehr gut auf die Belange einer Kommunalverwaltung zugeschnitten ist und schon sehr viele Schnittstellen zu den vorhandenen Fachanwendungen mitbringt.
Im allgemeinen Sprachgebrauch wird von der elektronischen Akte oder E-Akte gesprochen. Dieser Begriff ist sehr eingängig und verständlich. Die technischen Systeme zur Führung der elektronischen Akte werden Dokumentenmanagementsysteme (DMS) genannt. Hier geht es um mehr als nur die reine Aktenführung. In diesen Systemen werden u.a. die Arbeitsprozesse (Workflows) abgebildet und die Zugriffrechte geregelt.
Die Grundsatzentscheidung über die Art der Einführung ist ebenfalls bereits gefallen. In der Kreisverwaltung gibt es aufgrund der Vielzahl verschiedener Aufgaben eine große Menge unterschiedlicher Prozesse und Verfahren. Allein die Zahl der Fachsoftwaresysteme liegt bei über 150. Vor diesem Hintergrund kommt nur eine schrittweise Einführung in Frage. Der Einführungsprozess erfolgt entweder in einzelnen Aufgabenbereichen oder amtsübergreifend bei besonderen Dokumentarten oder Prozessen.
Grundvoraussetzung für die Führung einer elektronischen Akte ist die revisionssichere Speicherung der Dokumente. Die Dokumente können aus dem DMS nicht gelöscht werden. Bei einer Änderung eines Dokumentes wird eine neue Version erstellt und die Änderungshistorie bleibt komplett erhalten. Die entsprechenden revisionssicheren zentralen Speichersysteme sind beim Kreis vorhanden.