Glasfaserkabel einfach und direkt im Feld konfektionieren
Keine Angst vor Fiber Optics!
Seit über 30 Jahren werden Lichtwellenleiter bzw. optische Fasern (POF, HCS, Glasfasern) erfolgreich in industriellen Netzwerken eingesetzt. Anfangs in proprietären Punkt zu Punkt Verbindungen (z.B. RS232), dann in RS485-basierenden Feldbussnetzen und schließlich in Industrial-Ethernet-Systemen wie Profinet. Überall dort hat die Faseroptik ihre Vorteile ausgespielt, etwa was die Übertragung hoher Datenraten über große Distanzen oder die Immunität gegen elektromagnetische Störungen angeht.
Ohne spezielles Training lassen sich heute Glasfaser-Steckverbinder in wenigen Schritten im Feld konfektionieren.
Ohne spezielles Training lassen sich heute Glasfaser-Steckverbinder in wenigen Schritten im Feld konfektionieren.Bild: ©WangAnQi/istockphoto.com / OFS Europa

Trotzdem hält sich noch immer die Angst, diese Technik einzusetzen, da beim Installieren in der Vergangenheit oft Fehler gemacht wurden – meist aufgrund mangelhafter Ausbildung und entsprechend leicht vermeidbar. Dabei wird übersehen, dass ähnliche Fehler, z.B. geknickte Leitungen oder verschmutzte Steckverbinder, auch bei der traditionellen Kupferverkabelung auftreten. Dagegen werden teure Klimmzüge gemacht, um an Kupferinstallationen festzuhalten. Planungsaufwand und Kosten für spezielle Technik rund um Erdung, Schirmung und Überspannungen entfallen bei faseroptischen Systemen gänzlich. Gleichzeitig machen steigende Datenraten und das Zusammenwachsen verschiedener Netzwerke über alle Grenzen hinweg bis ins industrielle IoT den Einsatz der Faseroptik unabdingbar. Glasfasern zur Datenkommunikation besitzen einen optisch leitenden Kern und einen optisch reflektierenden Mantel (Cladding). Im Wesentlichen gibt es folgende Fasertypen zur Datenübertragung: Polymeroptische Fasern (POF) für kurze Distanzen bis ca. 100m. Ihr Kern und Cladding bestehen aus optisch leitenden Kunststoffen. Diese sind sehr einfach mit Steckverbindern konfektionierbar. Kern und Cladding bestehen sowohl bei Multimode-Glasfasern als auch Singlemode-Glasfasern aus Quarzglas. Die Multimode-Glasfasern werden für Strecken bis zu einigen Kilometer verwendet und sind in industriellen Netzen weit verbreitet. Singlemode-Glasfasern verbinden bei Verwendung entsprechender Systeme (optische Leistung, Wellenlänge, Einsatz von Verstärkern) sogar Kontinente. Üblicherweise verwendet man bei Multimode- und Singlemode- Glasfasern vorkonfektionierte Verbindungsleitungen oder spleißt mit einem Fusionsspleißgerät im Feld vorkonfektionierte Steckverbinder-Pigtails an die Übertragungsstrecken an.

Bild: OFS Europa

Sonderstellung PCS und HCS

Eine Sonderstellung nehmen PCS- (Polymer Clad Silica) bzw. HCS-Fasern (Hard Clad Silica) ein. Anfang der 1980er-Jahre entwickelte die Ensign Bickford Optics Company (heute Teil von OFS) in US-amerikanischen Avon die ersten HCS-Fasern. Sie besitzen einen Kern aus Quarzglas und ein Cladding aus optisch reflektierendem Kunststoffmaterial. OFS entwickelte diese Fasern kontinuierlich weiter. So gibt es heute z.B. Versionen, mit denen hohe Laserleistungen unter extremen Biegungen in der Medizintechnik sicher übertragen werden. In industriellen Netzwerken haben aktuelle HCS-Fasern die gleichen Übertragungseigenschaften wie Multimode-Glasfasern, sind aber robuster und einfacher handzuhaben. Für HCS-Fasern gibt es feld-konfektionierbare optische Steckverbinder (z.B. LC, ST), die ohne aufwendiges Kleben und Polieren bzw. den Einsatz von Spleißgeräten konfektioniert werden. In wenigen einfachen Schritten ist die Konfektionierung durchgeführt. Der Fachbegriff Cleaven steht für Schneiden oder Brechen. Bei diesem Prozessschritt wird mit einem diamantbestückten Präzisionswerkzeug das Faserende präzise bearbeitet und eine optisch perfekte Kontaktfläche hergestellt. Innerhalb von wenigen Minuten ist so die optische Strecke mit typischerweise vier LC- oder ST-Steckverbinden konfektioniert. Dazu ist kein aufwendiges Training er forderlich. Nur Verschmutzungen der Kontaktflächen müssen vermieden werden und die an sich robusten Kabel dürfen ähnlich wie Koaxialkabel nicht geknickt werden. Im Gegensatz zu vorkonfektionierten Leitungen wird die Verlegung des Kabels deutlich vereinfacht und Überlängen werden vermieden, da vor Ort passgenaue Längen mit einem einfachen und sicheren Prozess hergestellt werden können.

Mehr Reichweite, mehr Robustheit

Neben dem Einsatz in Systemen für Multimode Glasfasern (G50/125 und G62,5/125) eignen sich HCS-Fasern hervorragend, um POF-basierenden Systemen eine größere Reichweite zu geben. Durch das einfache Ersetzen des POF-Kabels durch ein HCS-Kabel können solche Systeme dann mehrere 100m weit übertragen. Im Gegensatz zu Anwendungen in der Telekommunikation oder in Datencentern werden an die Verbindungstechnik im industriellen Umfeld wesentlich höhere Anforderungen an die mechanischen, Eigenschaften gestellt. In modularen IP67-Steckersystemen können die kompakten konfektionierten LC-Steckverbinder komplett geschützt als optische Kontakte eingesetzt werden. Damit sind auch hybride Topologien mit Kupferleitungen für die Energieversorgung und Fasern zur Signalübertragung möglich.

Das könnte Sie auch Interessieren

Weitere Beiträge

Bild: E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH
Bild: E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH
Flaschenweise Sicherheit

Flaschenweise Sicherheit

Jiangsu Newamstar Packaging Machinery ist einer der größten Entwickler und Hersteller von Verpackungsmaschinen für Flüssigkeiten und Getränke in der Volksrepublik China. Die Hauptgeschäftsfelder sind Abfüllungsanlagen für Getränke, Molkereiprodukte, Alkohol, Würzmittel sowie Haushalt und Körperpflege. Das Portfolio umfasst zudem intelligentes Equipment. Dies meint Wasseraufbereitung, Vorbehandlung, Blasformverfahren, Befüllung, Sekundärverpackungen, Roboter-gesteuerten Warentransport sowie intelligente Warenlager. Darüber hinaus bietet das Unternehmen umfassenden Service wie ganzheitliche Fabrikplanung, Unterstützung für
Dosier- und Abfüllprozesse sowie der Planung, Entwicklung und Konstruktion der dazu notwendigen Anlagen.

mehr lesen
Bild: Weidmüller GmbH & Co. KG
Bild: Weidmüller GmbH & Co. KG
Vielfältige Kombinationsmöglichkeiten

Vielfältige Kombinationsmöglichkeiten

Mit jeder neuen Generation werden elektrische Geräte kleiner, leistungsfähiger und sicherer in ihrer Anwendung. Darüber hinaus schreitet die digitale Transformation in der Industrie weiter voran und benötigt für ihre Umsetzung stabile Verbindungen. All das stellt die Gerätehersteller vor große Herausforderungen, die es gilt, mit einer geeigneten Geräteanschlusstechnik zu lösen. Die Omnimate-4.0-Steckverbinder von Weidmüller, gestaltet nach dem Baukastenprinzip, erfüllen diese Anforderungen. Die Grundlage dafür ist ein neuartiges Design-Konzept und die Snap-In-Anschlusstechnik.

mehr lesen

Anzeige

Anzeige