Das sind die Stärken eines LWL-Verkabelungssystems in M17

In Anlagen zur Energieerzeugung und in elektrischen Umspannwerken werden normalerweise viele Kilometer Kupferkabel eingesetzt. Vor dem Hintergrund der Digitalisierung steigt jedoch das Datenvolumen und bringt Kupferkabel an die Grenzen ihrer Kapazität. Daher setzen Anlagenplaner vermehrt auf LWL-Infrastrukturen. Die Kabel und Leitungen sind bis zu 90 Prozent leichter und dünner als Kupferkabel und erlauben dennoch größere Übertragungsstrecken und Datenraten.

Bei der Planung eines LWL-Verkabelungssystems stellt sich anfangs zumeist die Frage nach der Art der Anschlusstechnik. Soll diese durch Fusionsspleißen, Feldkonfektionierung oder mit einem vorkonfektionierten Plug-and-Play-Anschlusssystem erfolgen? Für das Fusionsspleißen ist ein Fachbetrieb nötig, wenn nicht auf eigenes Fachpersonal zurückgriffen werden kann. Hinzu kommt das spezielle Equipment – wie ein Fusionsspleißgerät, diverse Werkzeuge, Messgeräte und unterschiedliche Verbrauchsmaterialien. Auch für die Feldkonfektion ist in der Regel geschultes Fachpersonal nötig und entsprechende Werkzeuge – oder aber ebenfalls ein Fachbetrieb, der diese Arbeiten fachgerecht durchführt. Die Ressource Zeit spielt dabei eine entscheidende Rolle. Etablierte Fachbetriebe für LWL-Anschlusstechnik sind häufig ausgebucht, was zu Verzögerungen im Prozess führen kann. Wird eine einfache Lösung bevorzugt, fällt die Wahl auf das Plug-and-Play-System: Die Installation kann werkzeuglos mit eigenem Personal durchgeführt werden, Spezialisten für das Fusionsspleißen werden nicht benötigt. Ein weiterer wichtiger Aspekt im rauen Umfeld von Energieerzeugungsanlagen und Umspannwerken ist die Anforderung an hohe Schutzarten für die Anschlusskomponenten, wie etwa IP67.

Für diese hohen Anforderungen kommt als Anschlusslösung ein M17-Rundsteckverbinder infrage. Gerade dort, wo es um Robustheit, hohe Polzahlen und Zuverlässigkeit geht, hat sich dieses Format der Verpackung bewährt. Da mit der digitalen Transformation jedoch auch die Anforderungen an Bandbreiten und Datenraten steigen, stößt man mit einer kupferbasierten Datenverkabelung schnell an die Grenzen des Mediums. In diesem Fall bietet es sich an, Datenpakete über Lichtwellenleiter (LWL) zu übertragen. Mit dem LWL-Verkabelungssystem in M17 hat Phoenix Contact eine Lösung entwickelt, die die Stärken des M17-Rundsteckverbinders mit denen einer LWL-Infrastruktur vereint.

Das ist das Herzstück des LWL-Verkabelungssystems

Das Herzstück des LWL-Verkabelungssystems bildet der neue Rundsteckverbinder M17 speziell für Lichtwellenleiter. Dieser ist in Polzahlen von vier bis 24 erhältlich. Für die Verkabelung von Außenstellen untereinander gibt es die 4-polige Variante, bei der vier Keramik-Ferrulen im M17-Format sicher verpackt werden. Bei einer Verkabelung von der Zentrale zu einem Außenverteiler im Feld werden häufig zwölf oder 24 Fasern benötigt. Dank der Integration einer bewährten MT-Ferrule konnte diese hohe Anzahl an Fasern in der Serie M17 MPO kompakt und sicher verpackt werden (Bild 2).

Für die Streckenverkabelung von zum Beispiel einer Zentrale zu einem Außenschrank in einem Feld intelligenter Stromnetze sind die 12- und 24-poligen Verbindungskabel mit M17-MPO-Steckverbindern optimal geeignet. Diese gibt es in unterschiedlichen Leitungslängen. Das Kabel eignet sich ideal zur festen Verlegung in Untergrundrohren und Kabelkanälen und dient mit den werkskonfektionierten Steckverbindern als direkte Verbindung von Schrank zu Schrank.

Damit die M17-Verbindungskabel an den Endpunkten variabel angeschlossen werden können, gibt es für 19-Zoll-Schränke unterschiedliche Ausführungen von Verteilerfeldern. Diese stellen den Übergang von der robusten IP67-Welt zur IP20-Welt und deren Aktivkomponenten bereit (Bild 3).

In den Verteilerfeldern ist mindestens eine M17-Buchse für den IP67-Anschluss vorkonfektioniert. Ein speziell entwickeltes Key-Design verhindert ein Fehlstecken von M17-Steckverbinder und Buchse. Die leicht aufzusetzende Rändelschraube sichert die IP67-Verbindung nach dem Festschrauben.

Die Verteilerfelder der Serie M17 MPO umfassen unterschiedliche Formate und Bestückungen von Komponenten. Am weitesten verbreitet sind für diese Anwendung 19-Zoll-Schränke, in denen die Verteilerfelder als auch die aktiven Komponenten installiert sind. Baugruppenträger mit einer Höhe von 3HE bieten Platz für bis zu zwölf Module, wobei jedes Modul eine 12-polige M17-MPO-Kupplung und sechs LC-Duplex-Kupplungen aufnimmt. Für weitere Ausbaustufen stehen unterschiedlich bestückte 19-Zoll-Ausführungen mit 1HE für vier, zwölf und 24 Pole zur Verfügung (Bild 4).

Glasfaser zur Datenübertragung

Etablierte Glasfasern bieten eine große Flexibilität, um für unterschiedliche Datendienste eingesetzt werden zu können. Speziell Multimode-Glasfasern sind in der LWL-Verkabelung stark verbreitet und bieten viele Vorteile. Die Übertragung von hohen Datenraten bis in den Gigabit-Bereich bei Längen von über 100 Metern stellen kein Problem dar.

Um Datenraten bis zu 1 Gbit/s über lange Entfernungen bis zu 300 Meter sicher zu übertragen, wurde das LWL-Verkabelungssystem in M17 mit einer bewährten Multimode-LWL-Faser ausgestattet. Zum Einsatz kommt eine Gradientenindexfaser mit einem Kern-/Mantel-Durchmesser von 62,5/125 µm. Diese erfüllt die Anforderungen an eine OM1-Faser sowie die der wichtigsten internationalen Normen. Da die Linklänge auch von der Wellenlänge der verwendeten Aktivkomponente abhängt, können mit einer höheren Wellenlänge von 1300 nm sogar noch höhere Reichweiten bei gleicher Datenrate erzielt werden.

Durchgängiges Verkabelungskonzept

Anlagenplaner und Anwender können ein durchgängiges Verkabelungskonzept von der Zentrale bis zu den Außenstellen mit nur einer Verkabelungslösung umsetzen. In der digitalisierten Welt von morgen werden die Datenraten auf jeden Fall steigen – schon heute wird mit dem LWL-Verkabelungssystem in M17-Ausführung dafür der Grundstein gelegt. (neu)