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Planen und Installieren von Industrial Ethernet - Anwendungsneutrale Kabelanlagen
ep9/2005, 6 Seiten
Einführung Mit der ISO/IEC 11801 und der auf ihr basierenden EN 50173-1 liegen für die Errichtung einer anwendungsneutralen Kommunikationsanlage zwar seit langem anerkannte Standards vor. Es fehlt jedoch eine Normung, die die Besonderheiten eines Ethernets berücksichtigt, das in rauer Industrieumgebung hohen elektrischen, mechanischen und anderen physikalischen Belastungen ausgesetzt ist (Tafel ). 1.1 Standards für das Office Ethernet Die europäische Norm EN 50173-1 hat als DIN-Norm in unveränderter Form Eingang in das deutsche Normenwerk gefunden. Das Dokument legt eine anwendungsneutrale Kommunikationsverkabelung fest, die innerhalb von Standorten mit einem oder mehreren Gebäuden verwendet wird. Es behandelt Verkabelungen mit symmetrischen Kupferkabeln und Lichtwellenleitern. Die festgelegte Verkabelung unterstützt eine breite Palette von Diensten einschließlich Sprache, Daten, Text, Stand- und Bewegtbild. Das Dokument ist für Standorte optimiert, bei denen die größte Entfernung zur Verteilung informationstechnischer Dienste 2000 m beträgt. Die Verfahren dürfen jedoch auch für größere Installationen angewendet werden. In der Vergangenheit bestand die Verkabelung eines Standortes sowohl aus anwendungsspezifischen als auch aus multifunktionalen Netzen. Durch die Anwendung dieses Dokumentes wird eine Fortentwicklung zu anwendungsneutralen Verkabelungen erreicht, die zunehmend eingesetzt werden sollten, um den Anwendern ein universelles Verkabelungssystem zu bieten. 1.2 Planungs- und Installationsleitfaden für Industrial Ethernet Schon der Titel der DIN EN 50173-1 „Informationstechnik; Anwendungsneutrale Kommunikationskabelanlagen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen und Bürobereiche“ macht deutlich: Die Norm geht von einer büroähnlichen Nutzung aus. Die spezifischen Anforderungen an ein industrielles Ethernet finden also keine Berücksichtigung. Es fehlen Richtlinien beispielsweise für eine anlagenspezifische Kabelführung, für den Vernetzungsgrad einer Maschinensteuerung, für linienförmige Netzstrukturen oder für robuste industriegerechte Kabel und Steckverbinder mit ihren besonderen Anforderungen an Temperatur, Feuchte, Staub, Vibration und EMV. Das hat die Hersteller- und Anwenderorganisation IAONA (siehe Kasten) dazu veranlasst, einen Planungs- und Installationsleitfaden herauszugeben, der die bestehenden Lücken schließen kann (Industrial Ethernet - Planning and Installation Guide, Version 4.0, Oktober 2003). Derweil sind neue Normen, nämlich die EN 50173-3 „Information technology - Generic cabling systems - Part 3: Industrial premises“ und die ISO/IEC 11801 „Information techno- Elektropraktiker, Berlin 59 (2005) 9 696 FÜR DIE PRAXIS Automatisierungstechnik Planen und Installieren von Industrial Ethernet Anwendungsneutrale Kabelanlagen Oft wird übersehen, dass einer normgerecht geplanten und erstellten Kommunikationskabelanlage in der technischen Gebäudeausrüstung eine ebenso wichtige Bedeutung zukommt wie beispielsweise einer Heizungs- oder Beleuchtungsanlage. Fehlerhafte Planung und Installation sowie mangelhafe Wartung können hier wie dort hohe Folgekosten nach sich ziehen. Das gilt auch oder gerade für Industrial Ethernet. Planer, Installateure und Wartungsfachkräfte sind also gut beraten, sich beim Aufbau eines solchen Netzwerks an die einschlägigen Richtlinien und Normen zu halten. IAONA IAONA (Industrial Automation Open Networking Alliance) Europe, gegründet im Rahmen der Messe SPS/IPC/Drives 1999 in Nürnberg, ist eine internationale Vereinigung von Herstellern und Anwendern der Automatisierungstechnik. Die heute mehr als 130 Mitglieder verfolgen gemeinsam das Ziel, Ethernet als internationalen Standard im gesamten Industrieumfeld zu etablieren und durch regelmäßigen, gegenseitigen Informationsaustausch die Neuentwicklung marktgerechter, auf Ethernet basierender Anwendungen zu fördern. Eine mittlerweile sehr begehrte Hilfe für den Planer und Installateur ist das ,,IAONA Handbook Industrial Ethernet“, das die IAONA zusammen mit den Partnern EPSG, ETG, Modbus-IDA, IGS und ODVA herausgegeben hat. Es beschreibt leicht verständlich die Grundlagen des Industrial Ethernets und stellt ausführlich die verschiedenen Protokolle der Partnerorganisationen dar. Dem (End-)Anwender wird damit ein umfassender Überblick über den derzeitigen Stand der Technik gegeben. Als Wissensgrundlage für eine Entscheidungsfindung erfolgt nach einem kurzen Überblick über Ethernet TCP/IP im Allgemeinen eine Abgrenzung des Industrial Ethernets gegenüber dem „normalen“ Ethernet im Büro. Danach werden die Charakteristika der Verkabelung im Feld sowie die Merkmale der Kommunikationsstrukturen und der speziellen Sicherheitsanforderungen vorgestellt. Der Grundlagenteil schließt ab mit einer Definition des leider immer noch nicht allgemein gültig definierten Begriffs Echtzeit und einer kurzen Einführung in die Themen Wireless und Safety. Das Handbuch kann kostenlos von der IAONA bezogen werden. www.iaona.org Tafel Unterschiedliche Installationsbedingungen, Übertragungsleistungen und Umweltanforderungen in der Büro- und in der Industrieumgebung Ethernet in der Büroumgebung Ethernet in der Industrieumgebung Installations- · variabler Geräteanschluss · stark anlagenabhängige Verkabelung bedingungen am Arbeitsplatz · vorkonfektionierte · weitgehend Standardarbeitsplätze Geräteanschlusskabel (Schreibtisch mit PC, ...) · anlagenspezifische Kabelführung · baumförmige Netzstrukturen · feldkonfektionierbare · feste Grundinstallation im Gebäude Geräteanschlüsse · Verlegung in Zwischenböden · jede Maschine/Anlage erfordert individuellen Vernetzungsgrad · häufig linienförmige Netzstrukturen und (redundante) Ringstrukturen Übertragungs- · große Datenpakete (z. B. Bilder) · kleine Datenpakete (Messwerte) leistung · mittlere Netzverfügbarkeit · sehr hohe Netzverfügbarkeit · Übertragungszeit im · Übertragungszeit im Sekunden-Bereich Mikrosekunden-Bereich · überwiegend azyklische Übertragung · hoher Anteil zyklischer Übertragung · keine Isochronität · Isochronität Umwelt- · moderate Temperaturen · extreme Temperaturen anforderungen · geringe Staubbelastung · hohe Staubbelastung · keine Feuchtigkeit · Feuchtigkeit möglich · kaum Erschütterungen · vibrierende Maschinen · geringe EMV-Belastung · hohe EMV-Belastung · geringe mechanische Gefährdung · Gefahr mech. Beschädigungen · geringe UV-Strahlung · UV-Belastung im Außenbereich · kaum chemische Gefährdung · chemische Belastungen durch ölige oder aggressive Atmosphären logy - Generic cabling for customer premises" auf dem Weg. Sie werden die im industriellen Umfeld oft deutlich härteren Anforderungen an die verwendeten Verkabelungskomponenten behandeln. Ein erster europäischer Arbeitsentwurf zu diesem Projekt soll nach Angaben der DKE, der für die Erarbeitung von Normen und Sicherheitsbestimmungen im Bereich der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik zuständigen deutschen Organisation, etwa Anfang 2006 vorliegen. Anwendungsneutrale Verkabelung Vor Einführung der strukturierten Verkabelung, also vor Einführung der weltweit geltenden ISO/IEC 11801 und der auf ihr fußenden europäischen Norm EN 50173 im Jahr 1995, bestimmten üblicherweise die Netztechnik und die verwendeten Endgeräte wie Rechner und Terminals die Art der Verkabelung. Heute gilt es umgekehrt: Die Netztechnik hat sich der genormten Kommunikationskabelanlage anzupassen. Jeder Arbeitsplatz bekommt eine Datennetzdose. Das bringt anfangs zwar höhere Investitionskosten, ist aber zukunftssicher. Fehler wirken sich nur lokal aus, denn jeder Anschluss hat sein eigenes Kabel. 2.1 Strukturierte Kommunikationskabelanlage Eine Kommunikationskabelanlage besteht nach DIN EN 50173-1 aus drei Teilsystemen: der Primär-, der Sekundär- und der Tertiärverkabelung (Bild ). Die erste reicht vom Standortverteiler (SV) bis zum Gebäudeverteiler (GV), die zweite vom Gebäudeverteiler zum Etagenverteiler (EV) und die dritte vom Etagenverteiler zum informationstechnischen Anschluss (TA). Zur Orientierung hier noch die englischen Bezeichnungen: · Standortverteiler: Campus Distributor (CD) · Gebäudeverteiler: Building Distributor (BD) · Etagenverteiler: Floor Distributor (FD) · informationstechnischer Anschluss: Terminal Outlet (TO). Nun ist es nicht so, dass sich EN 50173-1 nicht zumindest teilweise auf ein Industrial Ethernet anwenden ließe. Gerade in Bezug auf die Netztopologie sind nur wenige abweichende Aspekte zu berücksichtigen. Einer davon ist der Begriff Floor Distributor (FD). Es leuchtet schnell ein, dass dieser Begriff in einer Fabrikhalle mit Industrieanlagen fehl am Platze ist. Hier wird die Sekundärverkabelung nicht vom Building Distributor (BD) zum Floor Distributor (FD), sondern zum Schaltschrank der Maschine gehen. Deshalb bietet sich im industriellen Feld in diesem Falle die exaktere Bezeichnung Elektropraktiker, Berlin 59 (2005) 9 Beispiel einer strukturierten Kommunikationskabelanlage in einem Bürogebäude nach ISO/IEC 11801 und EN 50173-1 Beispiel einer strukturierten Kommunikationskabelanlage in einem Büro- und in einem Industriegebäude, entsprechend ISO/IEC 11801 und EN 50173-1 sowie der Empfehlung von IAONA Machine Distributor (MD) an. Analog dazu sollte das herkömmliche Terminal Outlet (TO) in Machine Outlet (MO) umbenannt werden (Bild ). Dass ein Terminal Outlet (TO) häufig etwas anderes darstellt als ein Machine Outlet (MO), lässt sich gut an folgendem Installationsdetail festmachen: Bei der Neuerrichtung eines Ethernets in einem Bürogebäude sind die Anforderungen eindeutig: Planer und Installateur können nach EN 50173-1 verfahren und werden also eine komplette Verkabelung mit allen erforderlichen Komponenten in das Gebäude einbringen, ausgehend vom Building Distributor (BD) über den Floor Distributor (FD) zu den Terminal Outlets (TO), an denen sich Büro-PCs und andere Kommunikationsgeräte betreiben lassen. Bei einem Industrial Ethernet liegen die Dinge häufig etwas anders. Dort gibt es in der Regel keine vorab in Maschinennähe installierten Outlets, sondern einzelne Kabel, die aus der Steuerverteilung der Maschine (MD) kommen und für den direkten Anschluss an ethernetbasierte Komponenten vorgesehen sind. Die Steckverbinder dieser Kabel, die in die Ethernet-Endgeräte eingesteckt werden, sind in diesem Falle also als Machine Outlets (MO) anzusehen (Bild ). 2.2 Generelle Anforderungen und Schutzklassen Es ist sinnvoll, sich vor Beginn der Planungs-und Installationsarbeiten zunächst Gedanken über die generellen Anforderungen an Ethernet zu machen. Dazu sind alle relevanten Normen zu berücksichtigen. Für Industrial Ethernets ist zusätzlich der IAONA-Leitfaden heranzuziehen, der folgende wichtige Punkte anspricht: · Umgebungstemperatur (0...+55 °C, Installation bei >5 °C) · Lagertemperatur, nach IEC 61131-2 · Temperaturschock, nach IEC 600682-14 · Feuchtigkeit, nach IEC 60068-2-30 · Schock, entsprechend IEC oder EN 60068-2-27 · Vibration, entsprechend IEC oder EN 60028-2-6 · Cable Class, nach ISO/IEC 11801 Class D oder EN 50173-1 · Aggressive Umwelteinflüsse, nach IEC 60068-2-x Diese Anforderungen sollen die Übertragungssicherheit und -qualität gewährleisten. Dazu ist es neben der Beachtung der zuvor genannten Normen außerdem erforderlich, Komponenten mit einer Schutzklasse nach IEC 60529 beziehungsweise EN 60529 auszuwählen. Bei niedrigen Anforderungen wird die Schutzklasse IP20, bei hohen die Schutzklasse IP67 anzuwenden sein. Auswahl von Kabeln Koaxkabel, Kupferkabel, Lichtwellenleiter sowie Steckvorrichtungen zählen zu den so genannten passiven Komponenten eines Ethernet. Eine wichtige Rolle spielt die Kategorie des Kabels und die Klasse des Kanals. Die Auswahl des Kabeltyps ist abhängig von der Übertragungsrate des Ethernet, die in der IEEE 802.3 definiert ist. Anmerkung zu DIN EN 50173-1: Im Zuge der Neubearbeitung (Ausgabe 06/2003) wurden alle Festlegungen zur Erdung und zum Potentialausgleich, zur Schirmung von Kupferkabeln und zu den messtechnischen Prüfverfahren der Verkabelung gestrichen. Diese Themen werden jetzt in den Normen DIN EN 50174-2 (VDE 0800 Teil 174-2), DIN EN 50310 (VDE 0800 Teil 2-310) und DIN EN 50346 behandelt. 3.1 Koaxialkabel Streng genommen dürfen nach der Festlegung einer strukturierten Verkabelung durch die Norm EN 50173 im Jahr 1995 keine Koaxialkabel mehr eingesetzt werden. Sie hatten aber mit den ersten Ethernet-Spezifikationen wie 10Base5 (Thick-Ethernet, Yellow-Cable) und 10Base2 (Thin-Ethernet, Cheapernet) mit Übertragungsraten von 10 Mbit/s weite Verbreitung gefunden. Da die heute üblichen 100-Mbit/s- bis 10-Gbit/s-Netze ausnahmslos Kupfer- oder Glasfaserkabel verlangen, wird Koaxialkabel im Industrial Ethernet auch in Zukunft keine Rolle spielen. 3.2 Twisted-Pair-Kabel Twisted-Pair-Kabel (paarweise verdrillte Leitungen) sind das bevorzugte Übertragungsmedium für Übertragungsraten bis zu 1000 Mbit/s. Dabei sind folgende Kabeltypen zu unterscheiden: · UTP-Kabel (Unshielded Twisted Pair, nicht abgeschirmte verdrillte Leitungen) gehörten früher typischerweise der Kategorie 3 an. Inzwischen gibt es sie auch als CAT-5-Kabel. UTP-Kabel sind für den industriellen Bereich nicht geeignet. · S/UTP-Kabel (Screened/Unshielded Twisted Pair) haben einen Gesamtschirm aus einem Kupfergeflecht zur Reduktion der äußeren Störeinflüsse. · FTP-Kabel (Foileshielded Twisted Pair) besitzen zur Abschirmung einen Gesamtschirm, zumeist aus einer alukaschierten Kunststofffolie. · S/FTP-Kabel (Screened/Foileshielded Twisted Pair) sind heute Stand der Technik bei der Verkabelung so genannter UTP-Dosen. Der Aufbau besteht aus einem Gesamtschirm aus alukaschierter Polyesterfolie und einem darüber liegenden Kupfergeflecht. · STP (Shielded Twisted Pair) bezeichnet eine Kabelgattung mit Gesamtschirmung ohne weitere Spezifikation. · S/STP-Kabel (Screened/Shielded Twisted Pair) besitzen eine Abschirmung für jedes Kabelpaar sowie eine Gesamtschirmung. Sie zeichnen sich durch eine optimale Störleistungsunterdrückung aus. · ITP (Industrial Twisted Pair) ist die industrielle Variante von S/STP. Während typische Netzwerkadern jedoch vier Adernpaare besitzen, beschränkt sich ITP auf zwei Paare. Wichtiger Hinweis: Die meisten Twisted-Pair-Kabel sind für den Einsatz im Industrial Ethernet nur beschränkt tauglich. Eine Ausnahme bildet das ITP-Kabel, das eigens für den rauen Industrieeinsatz entwickelt und hergestellt wurde. Ethernet-Installationen sind hauptsächlich durch zwei Parameter charakterisiert: Die Kategorie (Category) des Kabels und die Klasse (Class) des Kanals. Kabel sind - ihren elektrischen Übertragungs- und Hochfrequenzeigenschaften entsprechend - wie folgt gekennzeichnet: · Kategorie 1: nicht spezifiziert · Kategorie 2: bis zu 1 MHz · Kategorie 3: bis zu 16 MHz · Kategorie 4: bis zu 20 MHz · Kategorie 5: bis zu 100 MHz · Kategorie 6: bis zu 250 MHz · Kategorie 7: bis zu 600 MHz. Elektropraktiker, Berlin 59 (2005) 9 698 FÜR DIE PRAXIS Automatisierungstechnik Industrial Outlet nach ISO/IEC 11801 Foto: Harting Der Begriff Kanal meint den Punkt-zu-Punkt- Übertragungsteil, den die Norm DIN EN 50173-1 nach folgendem Schema klassifiziert. · Klasse A: bis 100 kHz festgelegt · Klasse B: bis 1 MHz festgelegt · Klasse C: bis 16 MHz festgelegt · Klasse D: bis 100 MHz festgelegt · Klasse E: bis 250 MHz festgelegt · Klasse F: bis 600 MHz festgelegt Je höher der Buchstabe, desto härter sind die Anforderungen an den Übertragungskanal und somit auch an das Kabel. Werden beispielsweise nur Kategorie-5-Komponenten in einem System benutzt, wird die Leistungsfähigkeit eines Klasse-D-Kabels benötigt. 3.3 Glasfaserkabel Glasfaserkabel, auch als Lichtwellenleiter oder kurz LWL bekannt, sind teurer als Kupferleitungen. Dies betrifft nicht nur die Materialkosten, sondern auch den Aufwand für die Verlegung. Sie kommen innerhalb eines Ethernet vor allem dort zum Einsatz, wo hohe Übertragungsraten erforderlich sind (Bild ). Entscheidende Vorteile gegenüber dem Kupferkabel sind: · Es gibt keine Störstrahlungen, Kontakt-oder Masseprobleme, denn die Übertragung der Signale erfolgt auf optischem Weg. · Aus dem selben Grund gibt es keine elektromagnetischen Störeinflüsse. Lichtwellenleiter können also beliebig mit anderen Versorgungsleitungen parallel verlegt werden. · Entfernungsbedingte Verluste des Signals aufgrund von Leitungsinduktivitäten, -kapazitäten und -widerständen treten ebenfalls nicht auf. · Die Leitungsdämpfung der zu übertragenen Signale ist weitgehend frequenzunabhängig. · Die Übertragungsraten sind durch mehrere Trägerwellen mit unterschiedlichen Wellenlängen (Farbspektrum) erweiterbar. 3.4 Ethernet-Varianten Die Ethernet-Varianten unterscheiden sich vor allem bei den Übertragungsraten und den verwendeten Kabeltypen. Tafel gibt einen kleinen Überblick über häufig verwendete Ethernet-Medientypen und die Kabelzuordnung. 3.5 Kabel für Industrial Ethernet In Ergänzung zur DIN EN 50173-1 bietet der IAONA-Leitfaden zahlreiche Empfehlungen, die speziell die Auswahl von Kabeln für die Verwendung im Industrial Ethernet betreffen. Er unterscheidet zwischen Kupfer- und Glasfaserkabeln, zwischen fester und flexibler Kabelinstallation sowie zwischen Umgebungen mit niedrigen und hohen Anforderungen. Die wichtigsten Aussagen zu Kupferkabeln sind: · Für Industrial Ethernet gelten dieselben Normen wie für ein Ethernet in büroähnlichen Umgebungen. Elektropraktiker, Berlin 59 (2005) 9 699 Glasfaserkabel für hohe Übertragungsraten Foto: Dätwyler Tafel Ethernet-Medientypen und Kabelzuordnung Fast Ethernet 100Base TX Übertragungsrate: 100 Mbit/s, Kupferkabel der Kategorie 5 100Base FX Übertragungsrate: 100 Mbit/s, Glasfaserkabel Gigabit- 1000Base T Übertragungsrate: 1 Gbit/s, Kupferkabel der Kategorie 5, Ethernet maximale Distanz: 100 m, alle vier Paare sind notwendig 1000Base-SX Übertragungsrate: 1 Gbit/s, Glasfaserkabel, maximale Distanz mit 62,5-µm-Multimodefasern: 270 m, maximale Distanz mit 50-µm-Multimodefasern: 550 m 1000Base-LX Übertragungsrate: 1 Gbit/s, Glasfaserkabel, optimiert für längere Distanzen unter Verwendung von Single-Mode-Fasern 10-Gigabit- 10GBase LX4 Übertragungsrate: 10 Gbit/s, Glasfaserkabel, Ethernet maximale Distanz mit 10-µm-Monomodefasern: 10 km, maximale Distanz mit 50-µm-Multimodefasern: 300 m 10GBase SX4 Übertragungsrate: 10 Gbit/s, Glasfaserkabel, maximale Distanz mit 62-µm-Multimodefasern: 100 m, maximale Distanz mit 50-µm-Multimodefasern: 300 m · Es ist zu berücksichtigen, dass Anlagensteuerungen bei Bedarf aufgerüstet („upgrade“) und geändert werden müssen. · Aderpaare und Leiterquerschnitte können je nach Umgebung differieren. · In Umgebungen mit hohem Lärmpegel und extremen Temperaturen sind die Kabelspezifikationen nach ISO/IEC 11801 möglicherweise nicht ausreichend. · Größere Kabellängen sind möglich, wenn die Channel-Parameter durch die Verwendung besserer aktiver Komponenten angepasst werden. Bei den Glasfaserkabeln ist zu unterscheiden zwischen mechanischen Anforderungen, Fibertypen und Anwendungsformen. Für die Auswahl und die Installation gilt: Es sind immer die Angaben des Herstellers zu beachten. Falls solche fehlen, sind die Minimalanforderungen laut IAONA-Leitfaden aus Tafel heranzuziehen. Auswahl von Verbindungselementen Verbindungselemente können aus einem oder aus mehreren Teilen bestehen. Sie dienen dazu, Kabel oder Verseilelemente miteinander zu verbinden. So lautet die Definition in DIN EN 50173-1. Die Elemente kommen an allen Übergangs- und Anschlusspunkten einer strukturierten Kommunikationskabelanlage zum Einsatz. Um eine durchgängige und korrekte Punkt-zu-Punkt-Verbindung zu erhalten, muss durch Markierungen am Verbindungselement die eindeutige Zuordnung zwischen Kontaktstift und Kabelader sichergestellt sein. Die Installationspraktiken sollten mit EN 50174-1, EN 50174-2 und EN 50174-3 in Einklang stehen. 4.1 Verbindungselemente für die Kupferverkabelung Die Anforderungen der Norm an Verbindungselemente für symmetrische Kupferverkabelung betreffen unter anderem mechanische und elektrische Eigenschaften. Zu finden sind dort beispielsweise Angaben zu Leitertypen (Verweisung auf EN 50288-x), zur Anzahl der Leiter, zum Leiter- und Kabeldurchmesser sowie zur Anschlussdose und zum Stecker (Verweisung auf EN 60811-1-1), zur mechanischen Lebensdauer (Verweisung auf EN 60352-x) und zur TA-Schnittstelle (Verweisung auf EN 60603-x). Die Anforderungen an die elektrischen Eigenschaften (Verweisung auf EN 60512-x) sind umfangreich. Generell muss die Verbindungstechnik mit Kabeln aller Wellenwiderstände geprüft werden, die sie unterstützen soll. Außerdem müssen Steckverbinder und Buchsen, die miteinander steckkompatibel sind, rückwärtskompatibel sein zu denjenigen einer verschiedenen Leistungsklasse. Rückwärtskompatibilität bedeutet, dass gesteckte Verbindungen mit Steckern und Buchsen verschiedener Kategorien alle Anforderungen der niedrigeren Klasse erfüllen müssen. Weitere elektrische Eigenschaften im Überblick: · Rückflussdämpfung, Berechnungsformeln für die Rückflussdämpfungs-Grenzwerte · Dämpfung (Einfügedämpfung), Nahnebensprechdämpfung und leistungssummierte Nahnebensprechdämpfung, einschließlich Berechnungsformeln · Fernnebensprechdämpfung und leistungssummierte Fernnebensprechdämpfung, einschließlich Berechnungsformeln · Laufzeit und Laufzeitunterschiede, einschließlich der Angabe von Grenzwerten · Eingangs-/Ausgangswiderstand und Eingangs-/Ausgangswiderstands-Unterschied · Strombelastbarkeit und Kopplungswiderstand · Erdunsymmetriedämpfung, einschließlich Formeln zur Berechnung der Grenzwerte · Isolationswiderstand und Spannungsfestigkeit. 4.2 Verbindungselemente für Glasfaserverkabelungen Die in DIN EN 50173-1 genannten Anforderungen an Verbindungselemente in Glasfaserverkabelungen gelten für die Primär-, Sekundär- und Tertiärverkabelung. Zusätzlich müssen alle optischen Anschlüsse den Sicherheitsanforderungen genügen, die DIN EN 60825-2 an Lichtwellenleiter-Kommunikationssysteme stellt. Wichtig ist eine durchgehende Kennzeichnung, physikalische Kodierung und Farbkodierung, um die irrtümliche Verbindung unterschiedlicher Faserarten und/oder Faserkategorien von Lichtwellenleitern zu verhindern und um eine konsistente Elektropraktiker, Berlin 59 (2005) 9 700 FÜR DIE PRAXIS Tafel Minimalanforderungen bei Verwendung von Glasfaserkabeln Niedrige Anforderungen Hohe Anforderungen (innerhalb eines Schaltschranks) (außerhalb eines Schaltschranks) Verkabelung fest flexibel fest flexibel Kabel LWL o. zusätzl. LWL o. zusätzl. LWL o. zusätzl. LWL mit zusätzl. mech. Schutz mech. Schutz mech. Schutz mech. Schutz Biegeradius - normal 15 x Außen-Ø 10 x Außen-Ø 15 x Außen-Ø 15 x Außen-Ø - bei Installation 20 x Außen-Ø 15 x Außen-Ø 20 x Außen-Ø 20 x Außen-Ø Druck - normal 20 N/cm 3 N/cm 20 N/cm 20 N/cm - bei Installation 200 N/cm 10 N/cm 200 N/cm 200 N/cm Zugfestigkeit - normal 100 N 5 N 100 N 100 N - bei Installation 200 N 15 N 400 N 400 N Polarisation von Duplexverbindungen zu garantieren. In Bezug auf die Anforderungen an den informationstechnischen Anschluss ist darauf zu achten, dass die Lichtwellenleiterkabel des Arbeitsbereichs mit einem Duplex-SC-Steckverbinder (SC-D) nach Rahmenspezifikation IEC 60874-19-1 an die Tertiärverkabelung anzuschließen sind. Dabei gilt für die SC-D-Steckverbinder folgende Farbzuordnung: · Mehrmoden: beige oder schwarz · Einmoden (physikalischer Kontakt): blau · Einmoden (schräg angeschliffenes Faserende mit physikalischem Kontakt): grün Verbindungselemente für Glasfaserkabel sind anhand optischer und mechanischer Eigenschaften auszuwählen. Wichtige Kriterien sind beispielsweise: · größte Dämpfung - Steckverbinder: 0,5 dB Spleisse: 0,3 dB · kleinste Rückflussdämpfung - Mehrmoden: 20 dB, Einmoden: 35 dB · mechanische Lebensdauer (Zyklen): > 500 (nach EN 61300-2-2) · Festigkeit der Verriegelung: 40 N (nach EN 61300-2-6) · Kabelzugfestigkeit: 50 N (nach EN 61300-2-4) · Steckverbinderquerkraft: 5 N (nach EN 61300-2-42) Zu berücksichtigen sind bei der Auswahl von Steckverbindern außerdem Umgebungseigenschaften wie Kälte, trockene und feuchte Wärme, Temperaturwechsel, Schlag und Schwingung (Normen EN 61300-2-x). 4.3 Verbindungselemente für Industrial Ethernet Nicht anders als Kabel können auch Verbindungselemente in industrieller Umgebung äußerst hohen Beanspruchungen ausgesetzt sein. Viele Hersteller haben sich in den vergangenen Jahren darauf eingestellt und bieten für die Kupferverkabelung Steckverbinder an, die sich durch erhöhte Druck- und Zugfestigkeit, erhöhte Widerstandskraft gegen aggressive Umweltbedingungen und elektromagnetische Verträglichkeit auszeichnen (Bild ). Empfehlenswert sind Ausführungen mit Vorrichtungen wie Rastbügeln und -hülsen, die eine verriegelte Verbindung herstellen und ein unbeabsichtigtes Lösen verhindern. Außerdem müssen Steckverbinder so ausgelegt sein, dass sie Kabel mit Abschirmung für jedes Kabelpaar aufnehmen können. Für Umgebungen mit hohen Anforderungen empfiehlt der IAONA-Leitfaden die Steckverbinderversionen M12-4 (nach IEC 61076-2-101-A1, Bilder und ), RJ45-IP67 mit Bajonettverschluss (nach IEC 61076-3-106, Variante 01) und RJ45-IP67 mit Push-Pull-Locking-Verschluss (nach IEC 61076-3-106, Variante 06, Bild ). Weitere Details bieten die Dokumentationen nationaler und internationaler Standardisierungsorganisationen wie beispielsweise ODVA, PNO, IDA oder Interbusclub. Elektropraktiker, Berlin 59 (2005) 9 701 RJ45-Kupplung mit Schneid-Klemmtechnik in Schutzart IP67 Foto: Weidmüller M12-Rundstecker mit Federkraftanschluss Foto: Phoenix Contact Switch in Schutzart IP67 mit M12-Anschlusstechnik Foto: Hirschmann „Push Pull“-Steckverbinder IP 67 für Industrial Ethernet Foto: Harting
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