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Vollduplex mit nur einer Faser: Neue LWL-Medienkonverter mit WDM-Technologie

Zur Ethernet-Datenübertragung über Lichtwellenleiter werden in der Regel immer zwei LWL-Fasern benötigt. Die neuen Fast-Ethernet-Medienkonverter zeichnen sich durch eine besondere Technik aus: Für die optische Kommunikation ist nur noch eine LWL-Faser erforderlich.

Optische Übertragung per Wavelength Division Multiplex

WDM-Technologie  

Bidirektionale Datenübertragung mittels WDM-Technologie

WDM steht für Wavelength Division Multiplex. Dieses Multiplex-Verfahren verwendet die beiden Wellenlängen 1.310 nm und 1.550 nm.

Hierdurch wird ein gleichzeitiges Senden und Empfangen (bidirektional) auf einer Singlemode-Faser ermöglicht – und das ohne Einschränkung der Übertragungsqualität und Bandbreite. Für eine Verbindung über eine optische Faser werden zwei Geräte eingesetzt. Gerät A sendet auf dem TX-Kanal mit 1.310 nm und Gerät B empfängt mit der gleichen Lichtwellenlänge auf dem RX-Kanal. Umgekehrt mit 1.550 nm in die andere Richtung. Eine Verbindung ist somit nur zwischen einem Gerät A und Gerät B möglich. Die Geräte sind im Set (A- und B-Gerät) erhältlich.

Mit Hilfe der WDM Technologie lässt sich die Bandbreite in bestehenden LWL-Netzen durch den Einsatz von zwei WDM-Medienkonverter-Paaren verdoppeln. Zu diesem Zweck wird das bereits verlegte Kabel in zwei unabhängige Netzwerkverbindungen aufgeteilt. Handelt es sich um eine Neuinstallation, verringern sich die Kosten, da Kabelfasern und Steckverbinder eingespart werden können.

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Optische Übertragung mit WDM in rotierenden Anwendungen

Für rotierende Anwendungen  

Einfaser-Medienkonverter eignen sich besonders für rotierende Anwendungen.

Ein weiterer Vorteil von Medienkonvertern mit WDM-Technologie kommt bei Verwendung in rotierenden Anwendungen zum Tragen. Denn erstmals ist eine kostengünstige LWL-Verbindung über optische Drehübertrager möglich. Bei drehenden Applikationen wie Rundtaktmaschinen oder Windkraftanlagen besteht die Herausforderung darin, Energie und Signale zwischen einem fest stehenden und einem rotierenden Teil der Anlage weiterzuleiten. Zum Datentransfer werden bislang überwiegend elektromechanische Schleifring-Übertrager genutzt. Wo jedoch hohe Leistungen übertragen werden, können elektromagnetische Störungen auftreten, gegen die die LWL-Technik resistent ist.

WDM-Medienkonverter, die nur mit einer LWL-Faser arbeiten, machen den Einsatz eines optischen Drehübertragers attraktiv. Die so genannten Optical Rotary Joints sind verschleißarm und werden bereits von vielen Herstellern angeboten. Im Vergleich zu optischen Drehübertragern mit mehreren Fasern reduziert sich der Preis für Geräte mit einer Faser aufgrund des einfacheren Aufbaus deutlich. Neben Windkraftanlagen profitieren viele weitere Anwendungen von den Vorteilen der optischen Drehübertragung. So werden Medienkonverter mit WDM-Technologie beispielsweise in Radaranlagen, maritimen Antriebssystemen, Rundtaktmaschinen sowie der Automobil- und Verpackungsindustrie verwendet.

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Redundanz durch Licht und Kupfer in rotierenden Anwendungen

Redundante Datenkommunikation  

Redundante Datenkommunikation

Speziell bei Windkraftanlagen ist es wichtig, dass eine leistungsfähige Datenkommunikation zwischen Nabe und Gondel sichergestellt ist. Ein redundantes Netzwerk ist hierfür von Vorteil. Dazu werden voneinander unabhängige Übertragungswege zur Datenkommunikation genutzt.

Die Standard-Ethernet-Datenübertragung wird über zwei WDM-Medienkonverter aufgebaut. Für die LWL-Übertragung wird ein optischer Drehübertrager mit einer Faser genutzt, der in die Achse des vorhandenen Kupferschleifringes integriert ist. Dieser Übertragungsweg ist EMV-unempfindlich, potentialgetrennt und wartungsfrei. Die redundante Strecke wird mit Hilfe von Ethernet-Extendern aufbebaut. Für die SHDSL-Verbindung wird der vorhandene Kupferschleifring genutzt und das Redundanzmanagement wird über managebare Switche sichergestellt.

Mit Hilfe der neuen WDM-Medienkonverter kann so eine kosteneffiziente, leistungsfähige und zuverlässige Datenkommunikation sichergestellt werden. In Verbindung mit den SHDSL-Extendern von Phoenix Contact, die über die herkömmliche Kupferverbindung des Schleifringes kommunizieren, entsteht eine zukunftsorientierte Lösung für ein redundantes Netzwerk.

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Praxisgerechte Diagnosefunktionen mit Link-Management

LFP- und FEF Funktionen  

Bei Netzwerkunterbrechung: Abschaltung der Übertragungsstrecke

Die Medienkonverter von Phoenix Contact bieten umfangreiche Diagnosemöglichkeiten. So sorgen die integrierten Link-Management-Funktionen LFP (Link Fault Pass Through) und FEF (Far-End Fault) für eine permanente Überwachung der Verbindung. Das stellt eine hohe Anlagenverfügbarkeit sicher. Der Link auf der LWL-Verbindung schaltet sich dann ab, wenn auf der Kupferseite des Medienkonverters ein Verbindungsverlust festgestellt wird. Der Medienkonverter auf der Gegenseite registriert den Link-Abbruch über die LWL-Strecke und unterbricht die Verbindung seines Twisted-Pair-Segments ebenfalls.

Der gesamte Verbindungsweg über die optische Strecke verhält sich somit ebenso transparent, wie dies bei einer reinen Kupferkommunikation der Fall ist. Beide Seiten der Netzwerkverbindung können Link-Verluste sofort erkennen und entsprechend reagieren. Bei einer redundanten Verbindung können die Teilnehmer sofort auf diese umschalten. Die Signalisierung der FEF-Funktion an den Medienkonvertern ermöglicht bei einem Link-Verlust darüber hinaus die Lokalisierung des fehlerhaften Segments.

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PHOENIX CONTACT
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