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Steckverbinder Optische Verbindungstechnik für die smarte Fabrik

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

Diamond bietet mit dem Flexmile-System eine optische Verbindungstechnik, die eine leistungsfähigere Kommunikation in der Feldebene der smarten Fabrik unterstützt.

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Die optische Verbindungstechnik bietet bei der immer schnelleren Datenübertragung Vorteile. Der Push-Pull-Steckverbinder HE-2000 kann mittels Multipurpose-Einsatzes für vier Kanäle variabel mit optischen und elektrischen Kontakten gesteckt werden.
Die optische Verbindungstechnik bietet bei der immer schnelleren Datenübertragung Vorteile. Der Push-Pull-Steckverbinder HE-2000 kann mittels Multipurpose-Einsatzes für vier Kanäle variabel mit optischen und elektrischen Kontakten gesteckt werden.
(Bild: Diamond)

Durch intelligente Produktionsprozesse, in denen alles mit allem vernetzt ist, werden sowohl die Datenraten als auch das Datenaufkommen sprunghaft zunehmen. Deshalb muss die Kommunikation in der Feldebene leistungsfähiger werden, wozu auch innovative optische Verbindungstechnik wie etwa das Flexmile-System von Diamond beitragen soll. Denn: „Bei optischer Verbindungstechnik handelt es sich um Glasfaserkabel. Diese können deutlich größere Datenmengen in Echtzeit über längere Entfernungen übertragen als ein Kupferkabel“, erklärt Andreas Kohl, Geschäftsführer bei Diamond.

Die Steckverbinder des Flexmile-Systems, das speziell für extreme Umgebungsbedingungen konstruiert wurde, sind sowohl mit vorkonfektionierten Single- und Multimode-Fasern als auch für den Anschluss im Feld verfügbar. Die Einfügedämpfung beträgt bei Singlemode-Fasern 0,1 dB. Außerdem sind Mehrkanal-Ausführungen verfügbar, die durch einen speziellen Einsatz variabel mit optischen und elektrischen Kontakten bestückt werden können. Mit anderen Worten: Diese Steckverbinder ermöglichen nicht nur Infrastrukturen für Hochleistungs-Netzwerke mit genug Reserve für künftige Anwendungen, sondern auch vielseitige Einsatzszenarien wie etwa eine Spannungsversorgung von Endgeräten via PoE+.

Bestmögliche Übertragungsqualität

Die Einfügedämpfung hängt vom lateralen Versatz der Faserkerne ab. Bei einer Abweichung von 0,1 µm beträgt sie 0,1 dB und steigt dann exponentiell an. Um die Lichtwelle mit einem geringen lateralen Versatz übertragen zu können, sind die Flexmile-Steckverbinder nach dem Stift-Hülse-Prinzip konstruiert, bei dem die beiden Stifte, die die Fasern halten, durch eine Führungshülse präzise vereint werden. Aber auch die Stirnflächen der Fasern müssen einen optimalen Kontakt gewährleisten. Deshalb werden sie konvex poliert, und zwar mit einem balligen Radius von 15 mm, an dessen höchstem Punkt sich der 9 µm dicke Faserkern befindet.

Damit jeder Steckverbinder diese Parameter aufweist, hat Diamond die sogenannte Kern-Kern-Zentrierung entwickelt. Bei diesem Verfahren wird auf einer Maschine die Bohrung, die anfangs erforderlich ist, um die Faser einzukleben, zunächst rundherum verschlossen. Anschließend werden der optische und der geometrische Kern der Faser vermessen und dann der Titan-Einsatz der Ferrule, in dem die Faser sitzt, mit einem Prägestempel so verformt, dass sich die beiden Kerne aufeinander zubewegen. Da dieser Prozess an der Maschine visualisiert wird, können sie mit einer Restexzentrizität von 0,125 µm positioniert werden.

Im Feld konfektionierbar

Die Kern-Kern-Zentrierung ist auch eine wichtige Voraussetzung für die Mehrkanal-Steckverbinder des Flexmile-Systems. Denn wenn die Kanäle unterschiedliche Dämpfungen aufweisen, ist ein solcher Steckverbinder eigentlich unbrauchbar, da es sich im Prinzip um vier verschiedene Kanäle handelt. Bei den Mehrkanal-Steckverbindern von Diamond sind die Dämpfungsunterschiede aufgrund des hochpräzisen Fertigungsverfahrens dagegen so minimal, dass sich mit ihnen bis zu vier Kanäle auf einmal stecken lassen sollen.

Die Fasern der Flexmile-Steckverbinder befinden sich, wie bereits erwähnt, in Keramik-Ferrulen mit Titan-Einsatz, die in einem aufklappbaren Gehäuse, dem sogenannten Alberino, stecken. Für die Konfektionierung im Feld gibt es Alberinos mit einem Mini-Pigtail, das durch die seit vielen Jahren bewährte Fusion-Technik mit den Fasern verschmolzen werden kann. Um eine extrem niedrige Dämpfung zu gewährleisten, ist das Pigtail vorne am Stift optimal ausgerichtet und hinten exakt gebrochen. Da die Fasern nach dem Spleißen noch keine Ummantelung haben, befindet sich in den Alberions ein Gel, das sie vor Feuchtigkeit schützt. Um das Pigtail mit den Fasern zu verschmelzen, werden mittlerweile von verschiedenen Herstellern portable Spleißgeräte angeboten. (sh)

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