LWL-Trunkleitungen mit 19-Zoll-Spleißboxen effizient verteilen

4,8 mal 10²¹ – das ergibt eine Zahl mit 21 Nullen. Diese Zahl prognostiziert den weltweiten Daten­verkehr im Jahr 2022: 4,8 Zettabyte. Diese Datenmenge soll laut einer Cisco-Prognose in nur zwei Jahren per IP-Protokoll zwischen mobilen und stationären Endgeräten ausgetauscht werden. Es braucht nicht viel Fantasie, um sich vorzu­stellen, dass 4,8 Zettabyte das Internet der Dinge ohne den flächendeckenden Breitbandausbau in die Knie zwingen werden.

Bild 1: 4,8 Zettabyte an Daten – so viel soll 2022 zwischen Rechenzentren und Endgeräten übertragen werden. Phoenix Contact

Bild 2: Spleißboxen verteilen die Bündeladerkabel des Backbones zu installierten Aktivkomponenten wie Switches oder Konvertern. Phoenix Contact

Bild 3: Umfangreiche Laborprüfungen dokumentieren die Qualität der verwendeten LWL-Komponenten. Phoenix Contact

Bild 4: Spleißfertig konfektionierte Pigtails erleichtern Anschluss und Montage – im Bild eine besonders kompakte Spleißbox von Phoenix Contact. Phoenix Contact

Bild 5: Phoenix Contact bietet ein breites Programm passender LWL-Patchkabel. Phoenix Contact

Um Daten mit Hochgeschwindigkeit zwischen den Kontinenten hin und her schicken zu können, wurde bereits  im Jahr 1988 das erste transatlantische Glas­faserkabel in Betrieb genommen.

Im Zuge des Breitbandausbaus kamen ab Mitte der 1990er Jahre nicht nur weitere Langstrecken hinzu. Das Ende der Glasfaser-Übertragungswege rückte auch immer näher an die „Endgeräte“ wie Rechenzentren, Industrieanlagen oder private PCs – also in Richtung der sogenannten „letzten Meile“.

Für die übermittelten Daten bedeuten die Übertragungswege über Kontinente, Länder und Kommunen eine weite Reise voller Kopplungen, Verzweigungen und Bündelungen. Die Anforderungen an die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Übertragungswege sind entsprechend hoch. Geschwindigkeit, Störunempfindlichkeit und Ausfallsicherheit sind Grundvoraussetzungen für die industrielle und semi-industrielle Datenübertragung.

Zahlreiche Vorteile

Datenpakete über Lichtwellenleiter (LWL) zu übertragen, bietet zahlreiche Vorteile. Die Kabel und Leitungen sind bis zu 90 % leichter und dünner als Kupferkabel und erlauben dennoch größere Übertragungsstrecken und -Geschwindig­keiten. Die unterschiedlichen Faserarten – POF, PCF, GOF – sowie Faserkategorien OM1 bis OM4 und OS2 ermöglichen auf spezifische Anforderungen zugeschnittene Verkabelungskonzepte.

Ob nun für kurze, mittlere oder lange Distanzen, ob für Geschwindigkeiten von weniger als 100 Mbit/s oder bis zu 40 Gbit/s – oder ob innerhalb von Bus- oder Ethernet-Strukturen: für praktisch jede Anforderung in der industriellen und semi-industriellen Automatisierung gibt es ein passen­des LWL-Kabel. Selbst im Einsatz unter rauen Bedingungen wie beispielsweise in Windparks erfüllen die Lichtwellenleiter zuverlässig ihre Aufgabe.

Spleißbox als Übergabepunkt

Als Übergabepunkt zwischen der passiven LWL-Backbone-Verkabelung und den Aktivkomponenten mit entsprechenden LWL-Schnittstellen dienen sogenannte Spleißverteiler oder Spleißboxen. Diese Boxen bilden gleichzeitig den Abschluss der LWL-Verlegekabel – zumeist Bündeladerkabel (Bild 2).

Die Kabel mit unterschiedlichen Faseranzahlen laufen beispielsweise in Rechenzentren im Hauptanschlussraum zusammen und werden dort in mehrere Anschlüsse für die Aktivkomponenten wie Switches und Router aufgespleißt. Der Vorteil dieser Verkabelungsart liegt auf der Hand: Wird ein Gerät auf der aktiven Seite – zum Beispiel ein Switch – ausgewechselt oder zusätzlich installiert, muss der Anlagenbetreiber nicht gleichzeitig auch die etablierte Infrastruktur-Verkabelung erneuern. Die Bündeladerkabel bleiben in der Regel erhalten und sorgen weiterhin für die störunempfindliche Datenübertragung im Backbone.

Lediglich die wesentlich kürzeren und kosten­günstigeren Patchkabel zwischen der Spleißbox und der aktiven Komponente müssen ausgetauscht werden. Damit bleibt das Investitionsvolumen des Backbones – etwa Leitungen, Trassen und Verteiler – in der Regel erhalten. Das neue aktive Gerät kann zudem schneller in Betrieb genommen werden, da die gegebenenfalls auszutauschenden Patchkabel im Schaltschrank direkt zugänglich sind.

19-Zoll-Technik weit verbreitet

Am weitesten verbreitet sind für diese Anwendung noch immer 19-Zoll-Schränke, in denen sowohl die Spleißboxen als auch die aktiven Komponenten übersichtlich und wartungsfreundlich installiert sind. Das 19-Zoll-Format bietet für die Spleiß- und Verkabelungsarbeiten ausreichend Platz und erlaubt, die bei LWL-Kabeln vorgegebenen minimalen Biegeradien einzuhalten (Bild 3).

Spleißboxen der Serie FDX 20 von Phoenix Contact haben eine auszieh- und entnehmbare Schublade mit Schnellentriegelung. So kann der Rahmen an der vorgesehenen Position im 19-Zoll-Schrank vorinstalliert und die Schublade mit den Pigtails bequem an einem Arbeitstisch gespleißt werden. Pigtails sind die kurzen Lichtwellenleiter-Stücke, die einseitig mit einem LWL-Stecker vorkonfektioniert sind. Da die Schublade tiefenverstellbar ist, lässt sich die Spleißbox zudem an unterschiedliche Schranktiefen anpassen, sodass die angeschlossenen Patchkabel beim Schließen der Tür nicht geknickt oder beschädigt werden.

Die in komfortabler Länge ausgeführten, farbigen Pigtails der vorkonfektionierten Spleißboxen sind bereits mit den jeweiligen verschraubten Frontanschlüssen verbunden. Daher müssen lediglich die offenen Faserenden mit den Fasern des Bündeladerkabels verbunden werden. Dies minimiert mögliche Fehlerquellen und reduziert die Inbetriebnahmezeit im Feld. Die beiden vormontierten Kabelverschraubungen bieten durch ihren großzügig dimensionierten Klemmbereich von 7 bis 12 mm einer großen Bandbreite von Kabeldurchmessern sicheren Halt (Bild 4).

Großer Temperaturbereich

19-Zoll-Installationen werden nicht nur in Rechenzentren eingesetzt, sondern beispielsweise auch in prozesstechnischen Anlagen oder in Windparks. Je nach Einsatzgebiet und geographi­scher Region kann die Umgebungstemperatur dort zwischen extremen Minus- und Plustemperaturen schwanken. Das ist selbst für die eigentlich recht robuste 19-Zoll-Technik eine Herausforderung.

Die Spleißboxen sind daher bewusst auf einen weiten Temperaturbereich von -40 bis +85 °C ausgelegt, um unterschiedliche Anwendungsbereiche weitestgehend abzudecken. Für unterschiedliche Anwendungen beziehungsweise verbundene Aktivkomponenten stehen Ausführungen mit jeweils 12 oder 24 LC-, SC- oder ST-Duplex-Anschlüssen zur Verfügung. Dank der standardisierten Steckgesichter für die Faserkategorien OM1 bis OM4 sowie OS2 bieten die Spleißboxen auch in Richtung der aktiven Seite eine hohe Flexibilität und Investitionssicherheit (Bild 5).

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