2 Netze über ein Kabel?

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Das ist doch überhaupt kein Problem: Das logische Netzwerk (mit den unterschiedlichen IP-Subnetzen) ist was völlig anderes, als das physische Netzwerk (mit dem einen Glasfaserkabel). Du kannst auch 1000 unterschiedliche Subnetze über ein einziges Kabel transportieren, wenn dir danach ist :-)

Die "Aufsplittung", wie du es nennst, machst du mit deiner Switch-/Router-Infrastruktur. Als Stichwort gebe ich dir hier "VLAN" mit (oder auch MPLS, aber das scheint mir für dein kleines Netzwerklein etwas übertrieben). Wenn du möchtest, kannst du es sogar völlig ohne Routing machen und einfach beide Subnetze auf allen Leitungen laufen lassen - aber ich nehme an, da wollt ihr schon eine gewisse Trennung sicherheitshalber haben, also einen geregelten, kontrollierten Zugang zu den einzelnen Netzen und nicht einfach potentiell alles für jeden Client verfügbar :-)

Für jedes lan einen switch setzen, und über lwl verbinden. Wäre so erstmal die einfachste Lösung. Oder beide lans über einen router verbinden, und das dritte im anderen Gebäude über die lwl leitung mit als drittes lan einbeziehen

Das geht mit einer Netzwerkbrücke, entweder als Hardware Lösung mit einem eigenen Gerät oder durch Anschluss eines PCs an beide Netze, der dann eine Software Netzwerkbrücke erstellt.