Erschienen am: 14.11.2017, Ausgabe SPS-MAGAZIN SPS-Special 2017

Cat7-Leitungen für die Industrie

Große Varianz

Mit einer Übertragungsrate von 10GBit/s bei Betriebsfrequenzen bis 600MHz ermöglichen Cat7-Leitungen den schnellen Transport hoher Datenmengen. Bisher ist ihre Präsenz in industriellen Applikationen allerdings noch verschwindend gering. Im Interview mit dem SPS-MAGAZIN erläutert Rainer Rössel, Leiter des Geschäftsbereichs Chainflex-Leitungen bei Igus, unter anderem, warum sich dies bald ändern könnte und mit welchen Lösungen sein Unternehmen aufwartet.


Herr Rössel, für alle, die mit dem Thema noch nicht so vertraut sind: Was unterscheidet Cat 7-Kabel von anderen Ethernet-Leitungen?

Cat7-Leitungen übertragen Daten in einer Geschwindigkeit von 10GBit/s bei Betriebsfrequenzen bis 600MHz.
Bild: Igus GmbH

Rainer Rössel: Ganz einfach beschrieben, bei Cat 7-Leitungen handelt es sich um sogenannte geschirmte Twisted-Pair-Kabel, bei denen die Adern paarweise miteinander verdrillt sind. Eine Cat 7-Leitung besteht dabei aus vier separat geschirmten Adernpaaren innerhalb eines gemeinsamen Schirms. Dies ist auch der große Unterschied zu Cat 5- oder Cat 6-Leitungen: Diese haben die gleichen Anzahl an Adernpaaren, die aber nicht einzeln geschirmt sind. Daher sind diese Lösungen deutlich dünner als Cat 7-Leitungen.

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Wo liegen die Vorteile bei dieser Art des Leitungsaufbaus?

Rössel: Aufgrund der beschriebenen aufwendigen Schirmung arbeiten diese Leitungen völlig unbeeinflusst von Nebensignalen, d.h. weder stören sich die vier Adernpaare untereinander, noch wird das gesamte Kabel durch äußere Einflüsse gestört. Diese Eigenschaften machen die Cat 7-Leitungen zu einer leistungsfähigen Lösung, um große Datenmengen sicher zu übermitteln - eine deutliche Steigerung etwa gegenüber Cat 5e- oder Cat 6A-Lösungen.

Bisher findet man tatsächliche Anwendungen für Cat 7, wenn überhaupt, vornehmlich im Smart-Home-Bereich, der Netzwerk- oder Servertechnik. Wann wird sich diese Technologie in industriellen Anwendungen durchsetzen?

Rössel: Zunächst einmal muss man sagen, dass nach und nach überhaupt erst Steckverbinder auf den Markt kommen, die sich für Cat 7-Leitungen in der Industrie eignen. Zudem ist es so, dass es derzeit in der Industrie noch keine wirklichen Anwendungsszenarien gibt, bei denen derart hohe Datenübertragungsraten benötigt werden. Dies kann sich aber im Zuge von Industrie 4.0 und den dabei anfallenden immer größeren Datenmengen rasch ändern.

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An welche Applikationen denken Sie da konkret?

Rössel: Nehmen wir das Beispiel von Großdruckern. Teilweise werden in diesem Bereich Plakate oder Leinwände von 3 bis 4m Spannweite bedruckt. Bei diesen Vorgängen werden ungeheure Mengen an Daten transportiert. Zurzeit gibt es in diesem Bereich die Tendenz, Glasfaser- statt Kupferkabel einzusetzen. Hier könnten Cat 7-Leitungen eine Option sein. Vorhin erwähnte ich bereits Industrie 4.0, d.h. eine immer stärker individualisierte Fertigung von Produkten, beispielsweise im Consumerbereich. Es gibt heute bereits Sportartikelhersteller, bei denen Kunden ihre individuellen Sportschuhe online designen können, die dann umgehend nach deren Vorgaben produziert werden. Das ist Industrie 4.0 in Reinform und hierbei fallen große Datenmengen an. Auch hierfür würden sich Cat 7-Leitungen sehr gut eignen.

Wenn es derzeit noch an Anwendungsfeldern mangelt: Warum widmet sich Igus bereits jetzt diesem Thema?

Rössel: Als wir vor etwa 18 Jahren die erste Cat 5e-Leitung für den Einsatz in e-Ketten auf den Markt gebracht haben, hat noch niemand in der Industrie über Industrial Ethernet nachgedacht. Zu dieser Zeit war der klassische Feldbus Stand der Technik. Heute sind Cat 5- und Cat 5e-Leitungen eine Selbstverständlichkeit. Ähnlich sehe ich dies für Cat 7. Aufgrund des Innovationsdrucks, der durch die Digitalisierung in der Industrie entsteht, wird sich diese Technologie rascher etablieren als wir heute denken. Ich rechne damit, dass es in fünf bis sechs Jahren eine erhebliche Nachfrage geben wird, und dann möchte Igus seinen Kunden einsatzfähige Lösungen präsentieren können. Wir haben aber auch bereits Kunden, die unsere Cat 7-Leitungen einsetzen - z.B. bei Synchrotron Alba in Spanien. Alba ist eine Synchrotronstrahlungsquelle der dritten Generation. Die Anlage umfasst mehrere Elektronenbeschleuniger zur Erzeugung von Synchrotronstrahlung. Diese Strahlung macht die atomare Struktur von Materie sichtbar; außerdem lassen sich damit Studien zu den Eigenschaften der Materie durchführen. Erforderlich hierfür ist eine sichere und schnelle Datenübertragung. Die anderen Leitungen auf dem Markt waren für diese bewegte Anwendung zu unflexibel, sodass der Kunde nach einer Vorführung unserer Leitungen zu Chainflex wechselte.

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Auch andere Anbieter haben Cat 7-Leitungen im Programm. Wie differenzieren sich da die Igus-Lösungen?

Rössel: Wir bieten unseren Kunden eine sehr große, ich würde sogar behaupten derzeit einzigartige Varianz an Ethernet-Leitungen. Dies gilt nicht nur für die elektrische Performance - also Cat 5, Cat 5e, Profinet, Cat 6, Cat 6A sowie Cat 7 -, sondern auch für die mechanische Leistungsfähigkeit. Dabei geht es von der einfachen CAT5 Ethernetleitung mit PVC-Außenmantel über Leitungen, die resistent gegenüber aggressiven Medien sind oder eine besondere elektromagnetische Verträglichkeit aufweisen, bis hin zur torsionsfähigen Ethernet-Roboterleitungen. Wir bieten Anwendern also genau die Leitungen, die elektrisch und materialtechnisch für ihre Applikation geeignet und noch dazu wirtschaftlich sind. Denn es ist ja nicht sinnvoll, für eine Anwendung, die eine lineare, mechanisch vergleichsweise anspruchslose Bewegung beinhaltet und bei der eine Leitung von 2€/m völlig ausreichen würde, ein Kabel einzusetzen, das den zehnfachen Preis kostet. Hinzu kommt, dass Igus aufgrund seiner ausgiebigen Tests, die wir hier in Köln durchführen, in besonderem Maße über ein Leitungsportfolio verfügt, das sich für den Einsatz in Energieketten eignet. Bevor wir beispielsweise unsere Cat 7-Leitungen auf den Markt gebracht haben, hatten wir diese rund zwei Jahre lang getestet.

Wie werden Sie das Thema Cat 7 auf der bevorstehenden SPS IPC Drives in Nürnberg präsentieren?

Rössel: Auf unserem Messestand wird es eine sog. Ethernet-World geben. Dort werden wir die gesamte Bandbreite unserer flexiblen Ethernet-Leitungen anschaulich und anwendungsorientiert darbieten. Dies reicht von den unterschiedlichen elektrischen und mechanischen Anforderungen bei linearen Bewegungen über Leitungen für Schienenfahrzeuge bis hin zu Kabeln für die Robotik.

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Wo sehen Sie noch Optimierungspotenzial bei den Cat 7-Leitungen?

Rössel: Die Frage, die wir uns generell bei Ethernet-Leitungen stellen, ist: Wie können wir sie schlanker und damit natürlich auch leichter auslegen, ohne bei der Robustheit Konzessionen machen zu müssen. Die Zielsetzung dabei ist: Je leichter die Leitung desto größer sind die Vorteile bei deren Einsatz in der Energiekette. Der Biegeradius der Leitung wird kleiner, die Energiekette wird insgesamt leichter und damit benötige ich eine geringere Antriebsleistung für die Anlage oder Maschine, kann dynamischere Bewegungen fahren, da ich weniger Masse beschleunigen muss.

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