Die optische Datenübertragung bietet viele Vorteile – nicht zuletzt deswegen hat sie sich erfolgreich in vielen Märkten etabliert. Bedingt durch die Datenübermittlung mittels Lichtimpulsen garantiert diese Art der Datenübertragung eine vollständige galvanische Trennung zwischen Sender und Empfänger. Dies hatte sich vor vielen Jahren bereits die Audio- und Hi-Fi-Industrie zunutze gemacht, um Störgeräusche – teils hervorgerufen durch Masseschleifen – zu eliminieren.

Optische Übertragungsstrecken sind immun gegen magnetische Felder, EMV-Störungen und fungieren auch selbst nicht als Störer – auch mögliche Störeffekte wie Übersprechen entfallen. Dadurch können Lichtwellenleiter direkt bei Versorgungsleitungen verlegt werden. Sie eignen sich damit hervorragend zum Einsatz in der Hochspannungstechnik wie in Umspannwerken zur Ansteuerung von Schaltern oder auch in der Medizintechnik beispielsweise zur Netzwerkanbindung von Geräten im Umfeld von Röntgen- oder MRT-Einrichtungen.

Detailaufnahme der Power Entry Module des hochverfügbaren Systems, die speziell für den Kunden entwickelt wurden.

Detailaufnahme der Power Entry Module des hochverfügbaren Systems, die speziell für den Kunden entwickelt wurden. Heitec

Nicht zuletzt punkten Lichtwellenleiter durch eine sehr geringe Dämpfung, was abhängig von der verwendeten Faser- und Dioden-Technologie Entfernungen von mehreren hundert Kilometern ermöglicht – aus diesem Grund werden Lichtwellenleiter seit Anfang der 1990er Jahre bei interkontinentalen Seekabeln verwendet. Im direkten Vergleich zu „herkömmlichen“ Übertragungswegen aus Kupfer ist die Installation aufgrund der aufwendigeren Technik bei Sender und Empfänger teurer.

Hinzu kommt, dass der Materialpreis beim Lichtwellenleiter höher ist und auch meist die Montage aufwendiger ist, da ein höheres Augenmerk auf eine verschmutzungsfreie Umgebung – etwa beim Verbinden (Spleißen) zweier Fasern – gelegt werden muss und in Bezug auf Biegeradien der Kabel Grenzen gesetzt sind, damit die Fasern nicht brechen. Dafür sind LWL-Kabel meist dünner und leichter als vergleichbare Kupferleitungen.

Natürlich bietet die optische Datenübertragung für den Netzausbau von entlegenen Gebieten weitläufiger Länder eine ideale Basis für leistungsfähige Infrastrukturen. Um eine möglichst hohe Bandbreite über große Strecken zu erreichen, wird meist das DWDM-Übertragungsverfahren (Dense Wavelength Division Multiplex) verwendet. Dabei werden mehrere Signale in Form von Laser-gespeistem Licht unterschiedlicher Wellenlängen gleichzeitig über eine einzige Faser übertragen. Vereinfacht werden die unterschiedlichen Kanäle in der Faser durch verschiedene Lichtfarben realisiert.

Übertragungsreichweiten bis zu 1000 km

Für eben eine solche Anwendung hat Heitec für den Marktführer von Lasern für Lichtwellenleiter und Telekommunikationslösungen eine High-End-Systemplattform entwickelt. Die Plattform stellt einen Netzwerkknoten (Hub) dar, welcher die verschiedenen Signale eines DWDM-Netzwerks aufnimmt und verteilt. Dabei werden bis zu 96 Signale mit unterschiedlichen Wellenlängen über Glasfaserpaare übertragen. Mit entsprechenden optischen Verstärkern werden so Übertragungsreichweiten bis zu 1000 km bei Übertragungsraten von bis zu 10 Gbit/s pro Kanal erreicht.

Entsprechend hoch sind die Anforderungen an die Übertragungsleistung pro Slot, Zuverlässigkeit, Hochverfügbarkeit aber auch an eine einfache Wartung. Bei der Architektur entschied sich der Kunde für den Advanced-TCA-Standard (Advanced Telecommunications Computing Architecture). Dieser Standard ist weit verbreitet, hat sich im Bereich der Telekommunikation voll etabliert und bietet bedingt durch die Standardisierung Zugang zu vielfältigen Technologien mit einer langfristigen und zukunftssicheren Produktverfügbarkeit.

Die Backplane wurde ganz nach den Vorgaben des Kunden entwickelt und bildet die Basis des Netzwerkknotens. Es können bis zu zwölf Schnittstellenkarten, zwei Steuereinheiten und zwei Power-Entry-Module eingesetzt werden. Das vollbestückte System hat eine Gesamtleistung von ungefähr 2350 W. Dies hat eine große Wärmeentwicklung im vergleichsweise kompakten System zur Folge. Mit den Erkenntnissen aus der während der Konzeptphase durchgeführten Thermosimulation designte Heitec drei hot-swap-fähige Lüftereinschübe. Jeder Einschub enthält eine eigens für die Applikation entwickelte Lüftersteuerung, welche die zwei integrierten Radiallüfter temperaturabhängig regelt und den Ausfall eines Lüfters erkennen und an den Host melden kann. Die Einschübe sorgen für die Entwärmung von jeweils vier Slots und sind so konzipiert, dass sie bei Bedarf schnell ausgetauscht werden können. Eine SEEPROM (Serial Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) -Karte für die Speicherung wichtiger Daten wurde ebenso wie die Stromversorgungsmodule (PEM = Power Entry Module) speziell für den Kunden entwickelt.

Die Stromversorgungsmodule sind redundant, das heißt doppelt ausgelegt und sind wie alle anderen Teile der Plattform von vorne zugänglich und einfach austauschbar. Die robuste Gehäusetechnik von Heitec bildet die ideale Basis dafür.

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