Gut gerüstet: LWL-basierte Netze im Industrial Ethernet

Mit Industrial Ethernet hat der IT-Standard aus der Officeumgebung den Schritt in industrielle Applikationen vollzogen. Wer die Vorteile und zukünftigen Potenziale LWL-basierter Netze ausschöpfen möchte, sollte bei deren Aufbau entscheidende Faktoren sowohl auf der aktiven als auch passiven Seite berücksichtigen. Zunächst ist die Wahl der geeigneten Kabel beim Aufbau LWL-basierter Netze für Industrial Ethernet relevant. So empfehlen sich für Inhouse-Bereiche halogenfreie und selbstlöschende Bündeladerkabel vom Typ UDQ(ZN)BH (Bild 1 oben). Für den Einsatz im Außenbereich sind vor allem Bündeladerkabel des Typs ADQ(ZN)B2Y (Bild 1 unten) aufgrund ihrer UV-Beständigkeit und durch den Einsatz von PE-Material geeignet. Die Anzahl der aktiven Komponenten bestimmt die Wahl der optimalen Faseranzahl und Fasertypen. Planung mit Blick in die Zukunft Im Zuge der Netzwerkprojektierung sollte man sich keinesfalls nur auf die aktuellen Anforderungen konzentrieren, sondern sich durchaus auch darüber Gedanken machen, welche zukünftigen Aufgaben die passive und die aktive Seite im geplanten Netz zu erfüllen haben. So wird bereits zu Beginn ein hohes Maß an Flexibilität erreicht, die eine zukunftssichere Planung der Investition ermöglicht. Mit Blick auf die Verkabelung ist daher zu klären, welche Datenrate bzw. welches Bandbreiten-Längenprodukt benötigt wird. Ist darüber hinaus die Faseranzahl ausreichend, oder wäre es sinnvoll, deren Anzahl im Vergleich zur aktuell benötigten gleich zu erhöhen? Benötigte Schutzart sowie eventuelle Chemikalienbeständigkeit oder thermische Belastungen, spezifische mechanische Belastungen, EMV- und Ex-Schutz sind in diesem Zusammenhang weitere Fragen, die relevant sein können. Auch ein spezifischer Nagetierschutz, vor allem für Anwendungen im Außenbereich, sollte ins Kalkül miteinbezogen werden. Welche Spleißbox für welche Umgebung? Als Spleißboxen werden in der Regel 19\“-Komponenten mit 1HE eingesetzt. Es gibt immer auch Fälle, in denen der Einsatz solcher Komponenten nicht möglich ist. Das ist z.B. an schlecht zugänglichen Stellen, im Außenbereich oder beim Anschluss dezentral abgesetzter Systeme der Fall. Kompakte industrielle Spleißboxen zum Anschluss von bis zu zwölf LWL-Fasern lösen das Problem. Spleißboxen wie der Fiber Industrial Mini Patch (FIMP) sind spleißfertig bestückt, integrieren Spleißkamm, Spleißablage, Kupplungen, Pigtails sowie die Kabelverschraubung, und sind aufgrund ihres Edelstahlgehäuses für industrielle Anwendungen respektive Außeneinsätze konzipiert. Der Anschluss der Endgeräte erfolgt schließlich mit Patchkabeln, wobei hier die Auswahl verschiedener Kabelfarben zur Kennzeichnung unterschiedlicher Dienste sinnvoll ist. Wie bei der Verkabelung ist bei der Auswahl der Steckverbinder die notwendige Schutzklasse zu berücksichtigen. Die Stecker sollten einfach zu handhaben sein – ergo sich einfach im Feld montieren lassen – und über eine hohe Packungsdichte verfügen. Bei der Übertragung mit LWL in Fiber-to-the-Desk-Netzwerken benötigt man häufig Anschlussdosen für die Endabschlüsse. In diesem Fall nutzt man in der Regel vierfaserige Mini-Breakoutkabel vom Verteiler zu den einzelnen Dosen. Durchgängige Vernetzung vom Büro bis zur Maschine Somit ist eine durchgängige Vernetzung vom Büro bis zur Maschine möglich. 19\“-Switche für den Einsatz in Netzwerkschränken werden mit den anlagenseitigen Industrial-Ethernet-Swit­chen (Bild 3) über Lichtwellenleiter verbunden. In diesem Fall handelt es sich um einen managed Acht-Port-Industrial-Ethernet-Switch (e-light2M) mit einer Erholzeit von 300ms, der auf Basis des Pathfinder Rings (P-Ring) von eks Engel über Ringfunktionalität verfügt. Dieser Switch ist für einen weiten Temperaturbereich von -30 bis +75°C ausgelegt, verfügt über unterschiedliche Managementfunktionen und stellt vier konfigurierbare FX-Ports sowie sechs TX-Ports bereit. Kompakter Medienkonverter direkt am Ort des Geschehens Ist direkt am Ort des Geschehens, z.B. in der Nähe eines Roboters, ein besonders kompakter Industrial Ethernet Switchkonverter bzw. Medienkonverter gefragt, empfehlen sich Lösungen wie der e-lightxs (Bild 2), der nur 80x62x25mm misst und 200g wiegt. Der robuste Konverter im pulverbeschichteten Gehäuse ist von -30 bis +75°C einsetzbar und verfügt über einen Eingangsspannungsbereich von 12 bis 24VDC (optional 230VAC Netzteil). Der Winzling ist offen für alle Fasertypen und unterstützt die fasersparende Ein-Faser-BiDi-Technik für Multimode- und Singlemodefaser. Von der Installation bis zur Prüfung Ist die Auswahl der passiven und aktiven Komponenten geklärt, kann das Netzwerk installiert werden. Hierbei sind ausreichende Kabelreserven zur Verlegung der Kabel zu Schränken, Verteilern und zur Anbindung an die Verteiler zu berücksichtigen. Bei der Verlegung muss darauf geachtet werden, dass kein Stress auf die Kabel ausgeübt wird, da sonst Dampfungserhöhungen und Mikrorisse in der Glasfaser drohen. Außerdem sind die aus den Datenblättern der jeweiligen Typen zu entnehmenden zulässigen Biegeradien der Kabel zu berücksichtigen. Sind alle Anschlüsse gesetzt, wird jede Faser mit einem OTDR-Messgerät geprüft. Alternativ lässt sich die Steckerstirnfläche auch mit einem Videoinspektionsmikroskop analysieren.