Stellen Sie sich eine weitläufige Fabrikhalle oder einen komplexen Industriepark vor, in dem mehrere Allen-Bradley-SPS-Geräte über verschiedene Bereiche verteilt sind und einige bis zu 1,5 Kilometer voneinander entfernt sind. Die Herausforderung besteht darin, ein stabiles Ethernet-Netzwerk einzurichten, das alle SPS zur zentralen Überwachung und Verwaltung mit FactoryTalk View Studio SE verbindet. Während herkömmliches Kupfer-Ethernet für solche Langstreckenanforderungen nicht ausreicht, erweist sich die Glasfaserkommunikation als optimale Lösung – obwohl sie Fragen zu Konfiguration, Latenz und Verbindungsmethoden aufwirft.

Die Wahl eines Allen-Bradley-Ethernet-Switches mit dedizierten Glasfaseranschlüssen ist der erste Schritt zum Aufbau eines effizienten Glasfasernetzwerks. Der Schlüssel zur richtigen Glasfaserkabelkonfiguration liegt im Verständnis der Schnittstellentypen und Glasfasermedien. Die industriellen Ethernet-Switches von Allen-Bradley, wie z. B. die Stratix-Serie, verwenden in der Regel standardmäßige Glasfaseranschlüsse und -kabel in Industriequalität, sodass keine kundenspezifischen Lösungen erforderlich sind.

Viele Modelle wie die Stratix 2000-Serie verfügen über Duplex-LC-Schnittstellen – einen gängigen, benutzerfreundlichen Steckertyp, der optische Übertragung mit einer Wellenlänge von 1310 nm über Multimode-Faser mit Gradientenindex unterstützt. Bei der Auswahl einer Multimode-Faser ergeben sich zwei Hauptspezifikationen: 62,5/125 μm und 50/125 μm. Beide können die Distanzanforderung von 1,5 km erfüllen, wobei die typische maximale Reichweite 2000 Meter erreicht.

Eine häufige Sorge besteht darin, ob die Kommunikation über große Entfernungen zu einer erheblichen Latenz führt, die sich auf die SPS-Echtzeitleistung auswirkt. Die Glasfasertechnologie beseitigt diese Sorge effektiv. Die Übertragungsgeschwindigkeit von Glasfaser-Ethernet übersteigt die Verarbeitungsfähigkeiten der SPS-Kommunikation bei weitem. Selbst über Entfernungen von 1,5 km bleibt die Signalübertragungszeit im Vergleich zu internen SPS-Verarbeitungsverzögerungen vernachlässigbar.

Glasfasern bieten eine außergewöhnliche Bandbreite bei minimaler Signaldämpfung und eignen sich daher ideal für die industrielle Fernkommunikation, ohne die Systemreaktionsfähigkeit zu beeinträchtigen. Bei Allen-Bradley MicroLogix-Steuerungen bleibt die Kommunikationsreaktion bei Verwendung von Glasfasernetzwerken unabhängig von der physischen Entfernung.

1. Wählen Sie geeignete Faserbrücken aus:Wählen Sie LC-Steckerbrücken passend zu Ihrem gewählten Fasermedium (Multimode).
2. Anschlüsse gründlich reinigen:Verwenden Sie spezielle Glasfaserreinigungswerkzeuge, um Staub von Jumpern und Switch-Ports zu entfernen.
3. Verbindungen herstellen:Stecken Sie die Jumper-Enden in Switch-Ports und Netzwerkgeräte und sichern Sie die LC-Stecker mit ihrem Einrastmechanismus.

Bei der Beschaffung von Glasfaserkabeln von Herstellern wie Belden ergeben sich zwei strukturelle Optionen:

• Bündelader:Verfügt über mit Gel gefüllte Pufferschläuche, die die Fasern vor Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit und Gefrieren schützen, wodurch sie sich ideal für den Einsatz im Freien oder in rauen Umgebungen eignen.
• Enger Puffer:Trägt direkte Schutzbeschichtungen für bessere mechanische Festigkeit und einfacheren Anschluss auf, geeignet für Inneninstallationen wie Rechenzentren oder Gebäudeverkabelung.

Bei FactoryTalk AssetCenter-Remotezugriffsimplementierungen erweist sich die lose Röhrenkonstruktion für Routing-Segmente im Freien als zuverlässiger, während ein enger Puffer für Indoor-Strecken besser funktioniert.

Glasfaserkabel enthalten mehrere Adern (1–12), wobei die Auswahl vom Netzwerkdesign und den Erweiterungsanforderungen abhängt:

• 1-2 Kerne:Grundlegende Punkt-zu-Punkt-Verbindungen (Sende-/Empfangspaare)
• 4-12 Kerne:Bietet Redundanz oder separate Kommunikationspfade für verschiedene Protokolle oder zukünftige Erweiterungen

Während für einfaches Ethernet zwei Fasern erforderlich sind, bietet die Auswahl von 4- bis 8-adrigen Kabeln eine größere Flexibilität bei der Trennung von Steuersignalen von Datenströmen oder der Anpassung an zukünftiges Netzwerkwachstum.

Für 1000 Mbit/s (Gigabit)-Implementierungen über 1,5 km Entfernungen:

• Multimode-Faser (MMF):Funktioniert für kürzere Entfernungen (≤550 m bei 1000 Mbit/s mit OM3/OM4-Glasfaser) und wird für 1,5 km-Gigabit-Anforderungen unpraktisch.
• Singlemode-Faser (SMF):Die bevorzugte Wahl für Gigabit-Ethernet über große Entfernungen (1000Base-LX) und unterstützt Übertragungen bis zu 10 km.

Für 1,5 km lange Gigabit-Netzwerke liefern Singlemode-Glasfaser mit 1000Base-LX SFP-Modulen in Stratix 8000-Switches optimale Leistung. Wenn Budgetbeschränkungen bestehen und 100 Mbit/s ausreichen, bleibt Multimode-Glasfaser mit 100Base-FX-Ports sinnvoll, allerdings nicht für Gigabit-Geschwindigkeiten über diese Entfernung.