Frühwarnsysteme
Hohe Verfügbarkeit von LWL-Strecken
Mit ‚Fiber View‘ hat eks Engel ein Frühwarnsystem für Lichtwellenleiter-Strecken entwickelt, welches Ethernet- und Feldbusnetzwerke auf LWL-Basis ausfallsicherer macht. Die Verfügbarkeit der Anlagen wird erhöht und zugleich die Kosten für Serviceeinsätze reduziert.
Lichtwellenleiter (LWL) ermöglichen aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften selbst über große Entfernungen eine zuverlässige Datenübertragung. Deshalb werden immer mehr Anwendungen der Gebäudeautomatisierung mit diesem Medium vernetzt, von der Zutrittskontrolle über die Videoüberwachung bis hin zum Brandschutz. Trotz einer vergleichsweise geringen Dämpfung stoßen jedoch auch LWL bisweilen an Grenzen. Um einer schleichenden Verschlechterung entgegenzuwirken, sind Frühwarnsysteme wie ‚FiberView‘ entwickelt worden, die eine hohe Verfügbarkeit der LWL-Strecken und damit der angeschlossenen Anlagen gewährleisten. Die filigranen LWL – der Durchmesser liegt je nach Typ zwischen 9 und 1.000µm – sind den wesentlich dickeren und auch teureren Kupferkabeln in vielerlei Hinsicht überlegen. Denn mit ihnen lassen sich nicht nur Datenraten von bis zu 40Gbit/s übertragen, sondern auch Entfernungen von 100km und mehr ohne Weiteres überbrücken. Zudem wird Licht nicht durch elektrische oder magnetische Störungen beeinflusst. Deshalb können LWL auch in unmittelbarer Nähe von Energieleitungen oder anderen elektromagnetischen Quellen verlegt werden, was die Kabelführung vereinfacht und preiswerter macht.
Robust und sicher
Da alle Arten von LWL aus elektrisch nicht leitfähigem Material bestehen, werden die Signale stets über einen elektrischen Isolator übertragen. Somit besteht selbst bei Blitzeinschlägen kein Zerstörungsrisiko für die angeschlossenen Geräte. Außerdem ist bei LWL – anders als bei Kupferkabeln – keine Erdung bzw. zusätzliche Abschirmung erforderlich. Bei extrem großen Entfernungen sind Singlemode-LWL die erste Wahl. Für Distanzen von bis zu 5km bieten Multimode-Ausführungen, mit denen sich Datenraten von bis zu 1Gbit/s übertragen lassen, eine kostengünstige Alternative. Bei Entfernungen von lediglich mehreren 100m und geringeren Datenraten können Hybridfasern wie POF (Polymere Optical Fiber) oder HCS (Hard Clad Silica) eingesetzt werden, die sich leicht konfektionieren lassen.
Einflussfaktoren für die Dämpfung
Das Licht breitet sich durch Totalreflexion der Strahlen im Kern der LWL aus. Übertragungsverluste sind durch moderne Herstellungsverfahren inzwischen bis zu den physikalisch vorgegebenen Grenzen reduziert worden. Das heißt, nur noch die – unvermeidbare – Mikrostruktur des hochreinen Glases stört die Lichtwelle und bestimmt so die physikalisch mögliche Untergrenze der Dämpfung. Die Dämpfung selbst wird durch verschiedene Umstände beeinflusst. Dazu zählen Entfernung und Wellenlänge, Absorptions-, Streuungs- und Strahlungsverluste sowie Verbindungselemente und Spleiße. Aktive Netzwerkkomponenten wie Ethernet-Switche und Feldbuskonverter stellen ein Budget (Differenz aus Sendeleistung und Empfangsempfindlichkeit) zur Verfügung, mit dem die je nach Art der LWL-Strecke erforderliche Dämpfung überbrückt werden kann. Diese nimmt jedoch im Laufe der Zeit oft schleichend zu, etwa durch lockere Verbindungselemente, Staub und Schmutz, mechanische Beanspruchung oder Veränderungen der Netztopologie. Das ließ sich bisher nur durch aufwendige Messungen – etwa mittels optischer Reflektometrie (OTDR) – herausfinden. Moderne Netzwerkmanagement- und Scada-Systeme (Supervisory Control and Data Acquisition) können zwar den Status der aktiven Komponenten anzeigen, jedoch nicht den Zustand der einzelnen LWL-Strecken.
