Zuverlässige Datenkommunikation über Glasfaserkabel

Zuverlässige
Datenkommunikation über
Glasfaserkabel
Westermo ODW-Serie
und LONWORK ® -Serie

Produziert von:
Westermo Teleindustri AB
Fotos:
Studio Roland AB
Eskilstuna, Schweden
Fotosearch Stock
Photography
Future Images Bank
Tele & Datanät AB
Örebro, Schweden
BildN
Västerås, Schweden
Illustrationen:
Visual Information Sweden AB
Eskilstuna, Schweden
Druck:
Eskilstuna Offset AB
Schweden 2007
Änderungen ohne
Vorankündigung aufgrund
der kontinuierlichen
Produktentwicklung vorbehalten.
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Glasfaser-Datenübertragung
Optische Lichtwellenleiter sind lange dünne Fasern aus sehr reinem Glas, die etwa
den Durchmesser eines menschlichen Haars haben. Sie können wesentlich mehr Informationen
übertragen als ein konventionelles Kupferkabel und bieten den großen
Vorteil, dass sie vollständig unempfi ndlich sind gegenüber elektromagnetischer Interferenz
(EMI). Sie sind daher ideal für Installationen in besonders anspruchsvollen und
ungünstigen Industriebedingungen geeignet. Sie bieten eine zuverlässige Übertragung
mit hoher Datenübertragungskapazität über große Entfernungen. So bestehen
beispielsweise fast alle Langstreckentelefonleitungen aus Glasfaserkabeln.
Vorteile von Glasfaserkabeln im Vergleich mit Kupferkabeln
… Geschwindigkeit: Arbeitet mit hohen Datenraten bis zum Gigabit-Bereich.
… Bandbreite: Hohe Datenübertragungskapazität.
… Entfernung: Größere Reichweite ohne Signalverstärkung.
… Unempfi ndlichkeit: Unempfi ndlich gegenüber elektromagnetischer
Interferenz (EMI).
Glasfaserkabel
Auf dem Markt sind heute unterschiedliche Typen von Glasfaserkabeln für verschiedene
Anforderungen erhältlich. Kabel für die Installation in Innenräumen haben eine
fl exible und leichte Konstruktion und können mit einer speziellen Feuerschutzbeschichtung
versehen sein. Kabel für den Außenbereich sind wasserdicht und
unempfi ndlich gegen ultraviolette Strahlung sowie Angriffe von Nagetieren und
Vögeln.
Glasfaserkabel bestehen aus mehreren Schichten. Das Glasfaserkabel selbst besteht
aus einem Glaskern, der von einem Mantel mit unterschiedlichem Brechungsindex
umgeben ist. Dieser bewirkt, dass das Licht über die gesamte Länge des Glasfaserkerns
kontrolliert geleitet wird. Das Glasfaserkabel kann in einem Pufferrohr „eng“
oder „lose“ gebündelt sein, das das Kabel vor äußeren Einwirkungen schützt. Das
Rohr hat außerdem die Aufgabe, ein Austreten des Lichts zu verhindern und zur
leichteren Identifi zierung oft eine Farbkodierung der einzelnen Fasern. Da in einem
Kabel normalerweise sehr viele Leiter enthalten sind, können sie dadurch besser
auseinandergehalten werden. Eng gebündelte Kabel werden grundsätzlich für horizontale
Installationen in Innenräumen verwendet. In einem lose gebündelten Kabel
können sich die Glasfasern freier bewegen. Wenn das Glasfaserkabel installiert wird
(in Schutzrohren, direkt im Erdreich oder auf Leitungsmasten) sind die Glasfasern
keinen Zugkräften ausgesetzt und daher vor Beschädigungen durch Verdrehung oder
Überdehnung geschützt.
Draht
Außenmantel
Beispiel für ein Glasfaserkabel
Innenmantel
Reißleine
Wellblechschutzschicht
Durchschlagschutz
Füllmaterial
Wasserdichte Folie
Bündelrohr
Mantel
Kern

Material
Das für den Kern und den Mantel verwendete Material unterscheidet
sich bei den verschiedenen Arten von Glasfaserkabeln.
Das am häufi gsten verwendete Material
ist Glas. Das verwendete Glas ist extrem reines
Silikon-Dioxid-Glas (Silica). Weitere Arten
von Kabeln sind PCS (Plastic-Clad
Silica) mit einem Kern aus Glas und
einem Mantel aus Kunststoff oder
ein Kunststoffkabel, bei dem Kern
und Mantel aus Kunststoff bestehen.
Glasfaserkabel bieten eine höhere
Leistung, die Endanschlüsse sind aber schwieriger herzustellen.
Kunststoffkabel sind einfacher anzuschließen, ermöglichen aber nur sehr kurze
Übertragungsentfernungen.
Typen von Glasfaserkabeln
Es gibt drei Typen von Glasfaserkabeln:
… Kunststofffasern haben einen großen Kern (1 mm Durchmesser) und
übertragen sichtbares rotes Licht (Wellenlänge 650 nm) von LEDs. Es sind
Entfernungen von 20 bis 50 Metern möglich. (Nicht mit der ODW-Serie zu
verwenden).
… Multimode-Fasern haben einen Kerndurchmesser von -3 etwa 62,5 Mikron
und übertragen infrarotes Licht (Wellenlänge 850 bis 1300 nm) von Dioden
(LEDs). Es sind Entfernungen bis zu 5 km möglich.
… Singlemode-Fasern haben einen kleinen Kerndurchmesser von -4 9 Mikron
und übertragen infrarotes Laserlicht (Wellenlänge 1300 bis 1550 Nanometer).
Mit der ODW-Serie sind Entfernungen bis zu 80 km möglich.
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4
Gesendeter
Lichtimpuls
Gesendeter
Lichtimpuls
Multimode
Ein Multimode-Kabel hat einen relativ großen Kerndurchmesser (50 bis 400
Mikron, meist 62,5 Mikron) und einen Gesamtdurchmesser von 125 Mikron.
Multimode-Kabel sind in zwei Kategorien lieferbar, Graded-index-Glasfasern
(fl ießender Index) und Step-index-Glasfasern (abgestufter Index). Bei Step-index-Glasfasern
müssen einige Lichtrefl exionen im Kabel einen weiteren Weg zurücklegen
als andere, dadurch wird der Lichtimpuls gestreut. Dies ist ein Nachteil
und bedeutet, dass das Glasfaserkabel eine geringere Bandbreite hat. Eine
Lösung für dieses Problem sind Graded-index-Glasfaserkabel. In diesen Kabeln
reduziert sich der Brechungsindex fl ießend vom Kerninneren zum Mantel. Dies
bedeutet, dass der Lichtstrahl hauptsächlich im Zentrum des Kabels übertragen
wird. Diese Technik ermöglicht eine höhere Bandbreite und geringere Dämpfung.
Lichtweg in Multimode-Glasfasern (gradierter
Index)
Empfangener
Lichtimpuls
Singlemode
Ein Singlemode-Kabel hat einen kleinen Kern (3 bis 10 Mikron, meist 9 Mikron),
der das Licht auf einem einzigen linearen Pfad durch das Kabel leitet, im Unterschied
zu Multimode-Kabeln, in denen das Licht mehrfach refl ektiert wird. Das
Singlemode-Kabel hat die höchsten Bandbreiten und Entfernungsleistungen.
Lichtweg in Singlemode-Glasfasern Empfangener
Lichtimpuls

Dämpfung / Wellenlänge
Die Dämpfung im Kabel ist von verschiedenen Faktoren abhängig, unter anderem
von der Wellenlänge, dem Material und dessen Reinheit.
Die Dämpfung wird in dB/km gemessen und kann zwischen 0,4 (Singlemode)
und bis zu 1000 dB/km (Kunststoff) betragen.
Die häufi gste Wellenlänge bei Kunststoffkabeln beträgt 650 nm, bei Multimode-
Kabeln 820 – 1300 nm und bei Singlemode-Kabeln 1300 – 1550 nm.
Dämpfung
dB/km
100
10
1
Lichtdämpfung in Glasfaserkabeln bei unterschiedlichen Wellenlängen
Rayleigh-Streuung
Zusammenfassung der Glasfasertypen
850 nm 1300 nm 1500 nm
IR-Verluste durch Wärme
Material Typ Kern/Mantel Dämpfung
(dB/km)
Kunststoff Multimode-
Step-Index
Glas (Silikon)Kunststoffkern Multimode-
Step-Index
Glas Multimode-
Step-Index
Glas Multimode-
Graded-Index
Wellenlänge nm
Anwendungsbereiche
200–600 / 450– 1000 μm 330-1000 Sehr kurze
Entfernungen
200–600/350–900 μm 4-15 Kurze Entfernungen
50–400/125–440 μm 4-15 Kurze Entfernungen
30–100/100–140 μm 2-10 Mittlere Entfernungen
Glas Singlemode 3–10/50–125 μm 0,4-5 Lange Entfernungen
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ST-Anschluss
Simplex-Anschluss für
Single- oder Multimode-
Kabel an LR-01 und LR-11.
LC-Anschluss
Duplex-Anschluss für
Single- oder Multimode-
Kabel der ODW-Serie.
LC-Transceiver
Der in der ODW-Serie
verwendete Transceiver
ist ein SFP-Transceiver
(Small Form-Factor
Pluggable), der eine flexible
Konfiguration ermöglicht.
Außerdem ist ein bidirektionaler
Transceiver
(Vollduplex auf einer
Einzelfaser) lieferbar.
Transceiver
und Anschlüsse
Glasfaser-Transceivers enthalten
normalerweise sowohl einen
Sender als auch einen Empfänger
im gleichen Gerät. Sie sind parallel
angeordnet, so dass sie unabhängig
voneinander betrieben werden können. Sowohl Empfänger als auch Sender
haben einen eigenen Schaltkreis, damit sie Übertragungen in beiden Richtungen
vornehmen können.
Die ODW-Serie hat LC-Anschlüsse und die LR-Serie hat ST-Anschlüsse.
Abschluss / Patch-Paneel
Es gibt viele Arten von Endanschlüssen für Glasfaserkabel. Eine einfache
Methode heißt ”crimpen und kleben”, d. h. der Anschluss wird mit einer
speziellen Zange auf die Glasfaser gecrimpt und dann wird die Faser sorgfältig
verklebt. Bei einer zuverlässigeren Methode werden die Glasfasern mit
Epoxy in den Anschluss geklebt, es gibt Anschlüsse, die bereits mit Epoxy
versehen sind. Mit einem besonderen Ofen wird der Anschluss für etwa 1
Minute erhitzt, das Glasfaserkabel wird in den Anschluss eingeführt und er
kühlt wieder ab. Beide Abschlussarten erfordern eine besondere Ausrüstung
zur Vorbereitung der Glasfasern vor der Montage des Anschlusses sowie eine
Politur der Fasern nach der Fertigstellung. In Systemen, in denen die Anschlüsse
häufi g gewechselt werden, sind mit Epoxy geklebte Verbindungen besser,
da sie haltbarer sind. In größeren Systemen wird oft ein „Patch-Paneel“ in der
Mitte der Installation verwendet. Vom Patch-Paneel wird ein kurzes Patch-Kabel
zum Anschluss an die Glasfaserausrüstung verwendet. Das Patch-Kabel kann
beispielsweise an einem Ende mit einem ST-Anschluss abgeschlossen werden
und am anderen Ende mit einem LC-Anschluss und passt damit sowohl an das
Patch-Paneel als auch an das Glasfasergerät.
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Geringe Verluste in Verzweigungen und Anschlüssen
Der Verlust in Anschlüssen und Verzweigungen ist von mehreren Faktoren
abhängig. Der Verlust wird minimiert, wenn die beiden Faserkerne identisch und
perfekt aufeinander ausgerichtet und die Anschlüsse
oder Verzweigungen korrekt ausgeführt sind und wenn
kein Schmutz vorhanden ist.
Nur das Licht, das an den empfangenden Faserkern angeschlossen
ist, wird weitergeleitet, der Rest des Lichts
geht im Anschluss oder in der Verzweigung verloren.
Typische Verlustwerte in Verzweigungen und Anschlüssen:
Mechanisch: 0,2 dB
Fusion: 0,1 dB
Anschluss: 0,2 – 0,4 dB
Das Ende der Faser muss sauber poliert werden, um die Verluste zu minimieren.
Eine raue Oberfl äche zerstreut das Licht, und Schmutz kann das Licht ebenfalls
zerstreuen oder absorbieren. Da die optische Faser so klein ist, kann normaler
Staub die Hauptursache für Verluste darstellen.
Die Abbildungen zeigen ein Multimode-Kabel in 200-facher Vergrößerung. Das
obere Kabel ist sauber, das mittlere weist Staubpartikel auf und das untere ist
mit Flüssigkeit kontaminiert.
Wenn Anschlüsse keinen Endabschluss haben, sollten Sie abgedeckt werden,
damit kein Schmutz in die Muffe eindringen kann. Man sollte das Ende nie mit
der Hand berühren, da die hauteigenen Fette dazu führen können, dass die
Faser Schmutz anzieht. Vor dem Anschluss und Test sollten die Anschlüsse mit
einem fusselfreien und mit Isopropylalkohol angefeuchteten Tuch abgewischt
werden.
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Mantel
Sauber
Staub
Flüssigkeit
Kern
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Berechnung der Übertragungsreichweite
Die Übertragungsreichweite eines Systems hängt von der Sendeleistung und
der Empfi ndlichkeit des Empfängers ab sowie von den Verlusten, die in Kabelverbindungen
und Endabschlüssen entstehen. Um diese Verlustwerte zu berechnen,
wird ein Wert festgelegt, der dem Unterschied zwischen der gesendeten
Ausgangsleistung und der Empfängerempfi ndlichkeit entspricht, für beide Werte
gibt es typische und minimale Größen. Wir haben uns dafür entschieden, beide
Werte anzugeben. Der Grund hierfür sind die großen Unterschiede in den
Herstellerangaben, dies gilt hauptsächlich für Single-Mode-Glasfasern.
Beispiel:
Es ist eine Verbindung zwischen zwei Standorten mit einer Entfernung von 4 km
herzustellen.
Welcher Kabeltyp muss verwendet werden, Multimode oder Singlemode?
Ein typischer Dämpfungswert bei einem 62.5/125 Multimode-Kabel beträgt
etwa 1,5 dB/km (1310 nm).
Der Leistungswert eines MM-LC2 beträgt im schlechtesten Fall 11 dB (siehe
Tabelle auf Seite 19). Es gibt keine Verzweigungen oder Patches, daher müssen
nur die Verluste in den beiden Anschlüssen (jeweils etwa 0,3 dB) berücksichtigt
werden.
Es ergibt sich folgende Berechnung:
Optischer Leistungswert im LC2-System 11dB
Verlust in den Anschlüssen 0,3 dB x 2 =0,6 dB
Dämpfung im Kabel 1,5 dB/km
Reichweite 11 dB – 0,6 dB =10,4 dB / 1,5 dB = 6,9 km.
Für diese Installation kann also ein Multimode-Kabel verwendet werden.
Hinweis: In Multimode-Systemen muss in einigen Fällen auch die Bandbreite
berücksichtigt werden.
Die maximale Übertragungsreichweite reduziert sich bei sehr hohen
Datenraten. Die von uns verwendeten Transceiver gehören zur
LC-2-Klasse (2 km), dies ist jedoch nur bei Geschwindigkeiten im
Gigabit-Bereich relevant. Mit der in unseren ODW-Glasfasermodems
verwendeten Modulation stellt diese Bandbreitenbegrenzung kein
Problem dar.
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?

Die ODW-Serie:
Die optimale Wahl für zuverlässige Glasfaserapplikationen
bei extremen, anspruchsvollen
Umfeldbedingungen
Die ODW-Serie umfasst unsere neuen Glasfasermodems
für den Einsatz in der Industrie. Die ODW-Serie bietet noch
bessere Leistungen als unsere früheren Modelle.
… Höhere Datenraten
… Größere Entfernungen
… Erweiterter Temperaturbereich
… Flexible Faser-Transceiver-Konfi guration
… Bidirektionale Glasfaser-Transceiver
(Vollduplex auf einer einzelnen Faser, maximale Reichweite
60 km)
… Redundante Stromversorgung
… Praktisch keine Begrenzungen von Retiming und Datensynchronisation
bei Geräten in Multidrop- oder Ring-Applikationen*
Neben diesen Leistungsmerkmalen zählen vor allem die Vorteile
von Glasfaserkabeln wie die totale Unempfi ndlichkeit gegenüber
elektromagnetischen Interferenzen. Dies macht die ODW-
Serie zur optimalen Wahl für anspruchsvolle Anwendungen
unter extremen Umfeldbedingungen.
* Basieren auf einer maximalen Ringtransitzeit von
10 ms (2000 km). Einige Protokolle können kürzere
Antwortzeiten erfordern. Bitte klären Sie diesen
Punkt bei größeren Applikationen mit Westermo.
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… Automatische
Erkennung der
Datenübertragungsrate
und Retiming
… Alle PROFIBUS-
DP-Datenraten
bis zu 12 Mbit/s
… D PROFIBUS-DP-
Anschluss über
9-pol. sub D
… Redundante Stromversorgungseingänge
… Schnittstellenstatus
für Fehleranzeige
… Glasfaserverbindungsfehleranzeige
(rot)
… Robuste Konstruktion
für extreme
Umfeldbedingungen
… Betriebstemperatur
–40 bis +70°C
ODW-611
PROFIBUS DP
Punkt-zu-Punkt-Anwendungen
Das ODW-611 ist ein Glasfaser-Modem für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen
mit Glasfaserkabeln zwischen Profi bus DP-Netzwerken. Das ODW-611 ist für
anspruchsvolle Industrieumgebungen sowie für Installationen im Verkehrs- und
Eisenbahnwesen konstruiert und hat einen breiten Betriebstemperaturbereich.
Die maximale Länge der Glasfaserverbindung ist abhängig von dem verwendeten
Transceiver und Glasfaserkabeltyp. Bei Singlemode-Kabeln sind Entfernungen
bis zu 80 km möglich.
Das ODW-611 erkennt automatisch die Datenrate des angeschlossenen
PROFIBUS DP-Netzwerks und benötigt daher vor dem Einsatz nur minimale
Konfi gurationen. Das Gerät verfügt außerdem über eine Retiming-Funktion,
welche die seriellen Daten wiederherstellt.
Das ODW-611 kann zusammen mit dem ODW-612 auch an Start-/Endpunkten
von Multidrop-Anwendungen verwendet werden.
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ODW-612
PROFIBUS DP
Redundante Ring- oder Multidrop-Anwendungen
Das ODW-612 ist ein Glasfasermodem und kann für den Aufbau von redundanten
Ringen oder Multidrop-Glasfaserinstallationen für Geräte mit PROFIBUS
DP-Schnittstellen verwendet werden.
Das ODW-612 ist für anspruchsvolle Industrieumgebungen sowie für Installationen
im Verkehrs- und Eisenbahnwesen konstruiert und hat einen breiten
Betriebstemperaturbereich.
Die maximale Länge der Glasfaserverbindung ist abhängig von dem verwendeten
Transceiver und Glasfaserkabeltyp. Zwischen den einzelnen Geräten im
Ring sind Glasfaserkabelentfernungen von bis zu 80 km möglich, das bedeutet,
dass sehr große Ringe mit einem Umfang von bis zu 1000 km installiert werden
können.
Das ODW-612 erkennt automatisch die Datenrate des angeschlossenen PRO-
FIBUS DP-Geräts und benötigt daher vor dem Einsatz nur minimale Konfi gurationen.
Das Gerät verfügt außerdem über eine Retiming-Funktion, welche die
seriellen Daten wiederherstellt.
Die Einheit verfügt über eine LED-Fehleranzeige sowie über Relaiskontakte, die
an ein SPS- oder ähnliches Gerät angeschlossen werden können und damit die
Diagnose von Netzwerkproblemen von einem zentralen Punkt aus ermöglichen.
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… Automatische
Erkennung der
Datenübertragungsrate
und Retiming
… Alle PROFIBUS-
DP-Datenraten
bis zu 12 Mbit/s
… D PROFIBUS DP-
Anschluss über
9-pol. sub D
… Redundanter Stromversorgungseingang
… Schnittstellenstatus
für Fehleranzeige
… Glasfaserverbindungsfehleranzeige
(rot)
… Robuste Konstruktion
für extreme
Umfeldbedingungen
… Betriebstemperatur
–40 bis +60°C
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… Retiming
… Datenrate bis
zu 250 kbit/s
… 9-pol sub D Anschluss
… Redundante Stromversorgungseingänge
… Schnittstellenstatus
für Fehleranzeige
… Glasfaserverbindungsfehleranzeige
(rot)
… Robuste Konstruktion
für extreme
Umfeldbedingungen
… Betriebstemperatur
–40 bis +70°C
ODW-621
RS-232
Punkt-zu-Punkt-Anwendungen
Das ODW-621 ist für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen Geräten mit
einer RS-232 Schnittstelle bestimmt. Das ODW-621 ist für anspruchsvolle
Industrieumgebungen sowie für Installationen im Verkehrs- und Eisenbahnwesen
konstruiert und hat einen breiten Betriebstemperaturbereich.
Die maximale Länge der Glasfaserverbindung ist abhängig von dem verwendeten
Transceiver und Glasfaserkabeltyp. Bei Singlemode-Kabeln sind Entfernungen
bis zu 80 km möglich.
Das Gerät verfügt außerdem über eine Retiming-Funktion, welche die seriellen
Daten wiederherstellt.
Es ist möglich, das ODW-621 in Verbindung mit dem ODW-631 zu verwenden,
um eine Protokollkonvertierung von RS-232 in RS422/485 an einem Ende der
Glasfaserverbindung zu ermöglichen.
Das ODW-621 kann zusammen mit dem ODW-632/622 auch an Start-/Endpunkten
von Multidrop-Anwendungen verwendet werden.
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ODW-622
RS-232
Redundante Ring- oder Multidrop-Anwendungen
Das ODW-622 kann für den Aufbau von redundanten Ringen oder Multidrop-
Installationen für Geräte mit RS-232 Schnittstellen verwendet werden. Das
ODW-622 ist für anspruchsvolle Industrieumgebungen sowie für Installationen
im Verkehrs- und Eisenbahnwesen konstruiert und hat einen breiten Betriebstemperaturbereich.
Die maximale Länge der Glasfaserverbindung ist abhängig von dem verwendeten
Transceiver und Glasfaserkabeltyp. Zwischen den einzelnen Geräten im
Ring sind Glasfaserkabelentfernungen von bis zu 80 km möglich, das bedeutet,
dass sehr große Ringe mit einem Umfang von bis zu 1000 km installiert werden
können.
Das Gerät verfügt außerdem über eine Retiming-Funktion, welche die seriellen
Daten wiederherstellt. Die Einheit verfügt über eine LED-Fehleranzeige sowie
über Relaiskontakte, die an ein SPS- oder ähnliches Gerät angeschlossen werden
können und damit die Diagnose von Netzwerkproblemen von einem zentralen
Punkt aus ermöglichen.
Es ist möglich, sowohl ODW-622 als auch ODW-632 in einem Netzwerk zu
verwenden. Damit können sowohl RS-232 als auch RS-422/485 Geräte im gleichen
Netzwerk eingesetzt werden. Das ODW-621 oder das ODW-631 können
zusammen mit dem ODW-622 auch an Start-/Endpunkten von Multidrop-Anwendungen
verwendet werden.
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… Retiming
… Datenrate bis
zu 250 kbit/s
… 9-pol sub D Anschluss
… Redundanter Stromversorgungseingang
… Schnittstellenstatus
für Fehleranzeige
… Glasfaserverbindungsfehleranzeige
(rot)
… Robuste Konstruktion
für extreme
Umfeldbedingungen
… Betriebstemperatur
–40 bis +60°C
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… Retiming
… Datenrate bis
zu 1,5 Mbit/s
… Schraubklemme
mit 4 Positionen
… Failsafe/Endabschluss
mit Schalter wählbar
… 2- oder 4-Draht-
Anwendugen
… Redundante Stromversorgungseingänge
… Schnittstellenstatus
für Fehleranzeige
… Glasfaserverbindungsfehleranzeige
(rot)
… Robuste Konstruktion
für extreme
Umfeldbedingungen
… Betriebstemperatur
–40 bis +70°C
ODW-631
RS-422/485
Punkt-zu-Punkt-Anwendungen
Das ODW-631 ist für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen Netzwerken
oder Geräten mit einer RS-422/485 Schnittstelle bestimmt. Das ODW-631 ist
für anspruchsvolle Industrieumgebungen sowie für Installationen im Verkehrs-
und Eisenbahnwesen konstruiert und hat einen breiten Betriebstemperaturbereich.
Die maximale Länge der Glasfaserverbindung ist abhängig von dem verwendeten
Transceiver und Glasfaserkabeltyp. Bei Singlemode-Kabeln sind Entfernungen
bis zu 80 km möglich.
Das Gerät verfügt außerdem über eine Retiming-Funktion, welche die seriellen
Daten wiederherstellt.
Es ist möglich, das ODW-631 in Verbindung mit dem ODW-621 zu verwenden,
um eine Protokollkonvertierung von RS-232 in RS422/485 sowie der Glasfaserverbindung
zu ermöglichen.
Das ODW-631 kann zusammen mit dem ODW-632/622 auch an Start-/Endpunkten
von Multidrop-Anwendungen verwendet werden.
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ODW-632
RS-422/485
Redundante Ring- oder Multidrop-Anwendungen
Das ODW-632 kann für den Aufbau von redundanten Ringen oder Multidrop-
Installationen für Geräte mit RS-422/485 Schnittstellen verwendet werden.
Das ODW-632 ist für anspruchsvolle Industrieumgebungen sowie für Installationen
im Verkehrs- und Eisenbahnwesen konstruiert und hat einen breiten
Betriebstemperaturbereich.
Die maximale Länge der Glasfaserverbindung ist abhängig von dem verwendeten
Transceiver und Glasfaserkabeltyp. Zwischen den einzelnen Geräten im
Ring sind Glasfaserkabelentfernungen von bis zu 80 km möglich, das bedeutet,
dass sehr große Ringe mit einem Umfang von bis zu 1000 km installiert werden
können.
Das Gerät verfügt außerdem über eine Retiming-Funktion, welche die seriellen
Daten wiederherstellt. Die Einheit verfügt über eine LED-Fehleranzeige sowie
über Relaiskontakte, die an ein SPS- oder ähnliches Gerät angeschlossen werden
können und damit die Diagnose von Netzwerkfehlern von einem zentralen
Punkt aus ermöglichen.
Es ist möglich, sowohl ODW-632 als auch ODW-622 in einem Netzwerk zu
verwenden. Damit können sowohl RS-232 als auch RS-422/485 Geräte im gleichen
Netzwerk eingesetzt werden. Das ODW-631 oder das ODW-621 können
zusammen mit dem ODW-632 auch an Start-/Endpunkten von Multidrop-Anwendungen
verwendet werden.
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… Retiming
… Datenrate bis
zu 1,5 Mbit/s
… Schraubklemme
mit 4 Positionen
… 2- oder 4-Draht-
Anwendugen
… Failsafe/Endabschluss
mit Schalter wählbar
… Redundanter Stromversorgungseingang
… Schnittstellenstatus
für Fehleranzeige
… Glasfaserverbindungsfehleranzeige
(rot)
… Robuste Konstruktion
für extreme
Umfeldbedingungen
… Betriebstemperatur
–40 bis +60°C
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ODW-Serie
Technische Daten
Stromversorgung
Spannungsbereich 12 bis 48 VDC
24 VAC
Betriebsspannung 10 bis 60 VDC
20 bis 30 VAC*
Nennstrom ODW-611/621/631
300 mA @ 12 VDC
150 mA @ 24 VDC
75 mA @ 48 VDC
ODW-612/622/632
400 mA @ 12 VDC
200 mA @ 24 VDC
100 mA @ 48 VDC
Frequenz DC: 0 Hz
AC: 48 bis 62 Hz
Stromaufnahme I2t 0,2 A2s Einschaltstrom bei
1,0 ASpitze
Inbetriebnahme**
Polarität Polaritätsabhängig
Redundanter
Stromversorgungseingang
Ja
Isolierung gegen Seriellen Port und Statusport
Verbindung Abnehmbare Schraubklemmen
Anschlussgröße 0,2 – 2,5 mm2 (AWG 24-12)
Status
Porttyp Signalrelais, Wechselkontakte
Spannungsbereich Bis zu 48 VDC
Betriebsspannung Bis zu 60 VDC
Kontaktleistung 500 mA @ 48 VDC
Kontaktwiderstand

RS-232
Elektrische Spezifikation EIA RS-232
Datenrate 300 bit/s 250 kbit/s
Datenformat 9 – 12 Bits (protokollabhängiger Modus)
Beliebig (transparenter Modus)
Protokoll Startbit gefolgt von 8 – 11 Bits (protokollabhängiger Modus)
Beliebig (transparenter Modus)
Retiming Ja (protokollabhängiger Modus)
Abweichung, Eingangsdatenrate Byte: 4%; Bit 49% (protokollabhängiger Modus)
Übertragungsbereich 15 m
Isolierung gegen Status- und Stromversorgungsport
Verbindung 9-pol. Sub-D-Buchse (DCE)
Abgeschirmtes Kabel Nicht erforderlich, außer bei Eisenbahninstallationen wie Signal- und Telekommuni -
kationsanlagen, die in der Nähe der Schienen installiert sind*
Leitendes Gehäuse Isoliert gegenüber allen anderen Schaltkreisen und Gehäusen
* Um das Risiko von Interferenzen zu minimieren, sollte ein abgeschirmtes Kabel verwendet werden, wenn das Kabel in einem Bereich
von 3 Metern neben den Schienen verlegt wird und an diesen Port angeschlossen werden.
Die Kabelabschirmung muss korrekt (360 °) an einen Massepunkt innerhalb von einem Meter von diesem Port angeschlossen werden.
Der Massepunkt muss eine Verbindung mit niedriger Impedanz zum leitenden Gehäuse des Schaltschranks o. ä. haben, in den das
Gerät eingebaut ist. Das leitende Gehäuse muss mit dem Potentialausgleich der Installation verbunden sein und kann eine direkte
Verbindung zum Schutzleiter haben.
RS-422/485
Elektrische Spezifikation EIA RS-485, 2-Draht (PROFIBUS DP) oder EIA RS-422, 4-Draht verdrillt
Datenrate 300 bit/s – 1,5 Mbit/s, RS-422/485
9 600 kbit/s – 12 Mbit/s, PROFIBUS DP
Datenformat 9 – 12 Bits (protokollabhängiger Modus)
Beliebig (transparenter Modus)
Protokoll Startbit gefolgt von 8 – 11 Bits (protokollabhängiger Modus)
Beliebig (transparenter Modus), RS-422/485
PROFIBUS DP (RS-485)
Retiming Ja (protokollabhängiger Modus, RS-422/485)
Abweichung, Eingangsdatenrate Byte: 4%; Bit 49% (protokollabhängiger Modus)
Drehzeit (2-draht RS-485) Ein tbit t = 1 / Baudrate (Baudrate in bit/s)
bit
In Übereinstimmung mit EN 50 170, PROFIBUS DP
Übertragungsbereich < 1200 m, abhängig von Datenrate und Kabeltyp (EIA RS-485)
Einstellungen 120 Ω Abschluss und Failsafe-Vorspannung 680 Ω, RS-422/485
Keine, externer Abschluss und Failsafe-Vorspannung, PROFIBUS DP
Schutz Installation fehlertolerant (bis zu ±60 V)
Isolierung gegen Status- und Stromversorgungsport
Verbindung Abnehmbare Schraubklemmen, RS-422/485
9-pol. Sub-D-Buchse, PROFIBUS DP
Anschlussgröße 0,2 – 2,5 mm2 (AWG 24 – 12)
Abgeschirmtes Kabel Nicht erforderlich
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Typprüfungen und Umweltbedingungen für die ODW-Serie
Elektromagnetische Kompatibilität
Eigenschaft Test Beschreibung Niveau
ESD EN 61000-4-2 Gehäuse Kontakt ± 6 kV
Gehäuse Luft ± 8 kV
Feldstärke AM
mo duliert
IEC 61000-4-3 Gehäuse 20 V/m 80% AM (1 kHz), 80 2000 MHz
Feldstärke 900 MHz ENV 50204 Gehäuse 20 V/m pulsmoduliert 200 Hz, 900 ± 5 MHz
Fast transient EN 61000-4-4 Signaleingänge ± 2 kV
Versorgungseingänge ± 2 kV
Spannungsstöße EN 61000-4-5 Signaleingänge unausgeglichen ± 2 kV Leitung zu Erde, ± 2 kV Leitung zu Leitung
Signaleingänge ausgeglichen ± 1 kV Leitung zu Erde, ± 2 kV Leitung zu Leitung
Versorgungseingänge ± 2 kV Leitung zu Erde, ± 2 kV Leitung zu Leitung
RF geleitet EN 61000-4-6 Signaleingänge 10 V 80% AM (1 kHz), 0,15 80 MHz
Versorgungseingänge 10 V 80% AM (1 kHz), 0,15 80 MHz
Hochfrequentes
Magnetfeld
EN 61000-4-8 Gehäuse 100 A/m, 50 Hz, 16,7 Hz & 0 Hz
Pulsmagnetfeld EN 61000-4-9 Gehäuse 300 A/m, 6,4 / 16 μs Puls
EN 61000-4-11 Wechselstromanschlüsse 10 & 5 000 ms, Unterbrechung
10 & 500 ms, 30% Reduzierung
100 & 1 000 ms, 60% Reduzierung
Versorgungsfrequenz
50 Hz
EN 61000-4-16 Signaleingänge 100 V 50 Hz Leitung zu Erde
Versorgungsfrequenz
50 Hz
SS 436 15 03 Signaleingänge 250 V 50 Hz Leitung zu Leitung
EN 61000-4-29 Gleichstromanschlüsse 10 & 100 ms, Unterbrechung
10 ms, 30% Reduzierung
10 ms, 60% Reduzierung
+20% über & –20% unter Nennspannung
Abgestrahlte
EN 55022 Gehäuse Klasse B
Sendeleistung
FCC Teil 15 Klasse A
Abgeleitete
EN 55022 Wechselstromanschlüsse Klasse B
Sendeleistung
FCC Teil 15 Wechselstromanschlüsse Klasse A
EN 55022 Gleichstromanschlüsse Klasse B
Dielektrische Stärke EN 60950 Signaleingang an alle anderen isolierten
Ports
2 kVrms 50 Hz 1 min
Versorgungseingang an alle anderen 3 kVrms 50 Hz 1min
isolierten Ports
2 kVrms 50 Hz 1min (@ Nennstrom < 60V)
Umgebungsbedingungen
Temperatur Betrieb –40 bis +70°C
Lagerung und Transport –40 bis +70°C
Luftfeuchtigkeit Betrieb 5 bis 95% relative Luftfeuchtigkeit
Lagerung und Transport 5 bis 95% relative Luftfeuchtigkeit
Höhe Betrieb 2 000 m / 70 kPa
Lebensdauer Betrieb 10 Jahre
Vibrationen IEC 60068-2-6 Betrieb 7,5 mm, 5 – 8 Hz
2 g, 8 – 500 Hz
Stoß
Verpackung
IEC 60068-2-27 Betrieb 15 g, 11 ms
Gehäuse UL 94 PC / ABS Entflammbarkeitsklasse V-1
Maße (B x H x T) 35 x 121 x 119 mm
Gewicht 0,26 kg
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Optische Leistung der ODW-Serie
Die in der folgenden Tabelle ausgewiesene maximal unterstützte Länge der Verbindung gilt nur als Richtschnur.
Die erlaubte Länge der Verbindung wird berechnet aus der optischen Leistung (Optical Power Budget, OPB), der
vorhandenen optischen Leistung des Glasfaserkabels und dessen Dämpfung sowie aus den durch die Anschlüsse,
Verzweigungen und optischen Schaltern bedingten Verlusten sowie aus einem Wert für die Alterung der Verbindung
(typischerweise 1,5 dB für 1300 nm).
Das denkbar schlechteste Optical Power Budget (OPB) für eine Glasfaserverbindung (in dB) ergibt sich aus dem
Unterschied zwischen der minimalen optischen Ausgangsleistung des Senders und der niedrigsten Empfindlichkeit des
Empfängers.
FX (Faser) SM-LC80 SM-LC40 SM-LC15 MM-LC2
Glasfaseranschluss LC Duplex LC Duplex LC Duplex LC Duplex
Glasfasertyp Singlemode
9/125 μm
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Singlemode
9/125 μm
Singlemode
9/125 μm
Multimode,
62.5/125 und
50/125 μm
Wellenlänge 1550 nm 1310 nm 1310 nm 1310 nm
Sender
Optische Ausgangsleistung min./max.
–5/0 dBm** –5/0 dBm** –15/–8 dBm** –20/–14 dBm*
Empfänger
Eingangsempfindlichkeit, max.
–34 dBm –34 dBm –31 dBm –31 dBm
Empfänger
Optische Eingangsleistung, max.
–5 dBm*** –3 dBm*** –8 dBm –8 dBm
Optische Leistung im schlechtesten Fall 29 dB 29 dB 16 dB 11 dB
Bit Fehlerrate (BER) < 1 x 10-10 < 1 x 10-10 < 1 x 10-10 < 2,5 x 10-10 Transceiver-Typ Small Form-Factor Pluggable (SFP)
Multi-Sourcing Agreement (MSA) kompatibel
Laser-Klasse Class 1, IEC 825-1 Accessible Emission Limit (AEL)
* Die Ausgangsleistung wird gesendet in ein 62.5/125 μm Multimode-Kabel.
** Die Ausgangsleistung wird gesendet in ein 9/125 μm Singemode-Kabel.
*** Die Anwendung der Dämpfung wird empfohlen für kurze Glasfaserlängen, 5dB (SM-LC80) und 3dB (SM-LC40).
Leistung der LR-Serie
Glasfaserkabel
Minimalleistung
820 nm Singlemode
50/125 10,7 dB
62,5/125 14,5 dB
100/140 20,6 dB
9/125
Typische Leistung
6,3 dB
50/125 16,6 dB
62,5/125 18,6 dB
100/140 25,9 dB
9/125 12,3 dB
„Minimalleistung“ gibt die minimal garantierte optische Leistung an. Die Erfahrung zeigt jedoch, dass der typische Wert im Bereich der
angegebenen „Typischen Leistung“ liegt.
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® … LONWORKS ,
TP/FT-10, 78 kbit/s
… Punkt-zu-Punkt
(LR-01PP)
… Multidrop oder
redundanter Ring
… Repeater-Funktion
… Bis zu 10 unterschiedlicheNetzwerksegmente
… Regeneriertes
optisches Signal
… Übertragungsentfernung
bis zu 25 km
… Alarmausgänge zur
Anzeige von Fehlern
in der Glasfaserverbindung
… ST-Anschlüsse
… Multimode- /
Singlemode-Kabel
… Wechsel-/Gleichstromversorgung
… Zuverlässige Funktion
und Leistung
… Ausgelegt für exponierte
Standorte mit
hohem Störpotenzial
LONWORKS ®
LR-01/LR-01PP
Glasfaser-Repeater für TP/FT-10
LR-01 bietet eine einfache Möglichkeit, die Entfernung zwischen zwei (2) oder
bis zu zehn (10) 78 kbit/s LONWORKS ® TP/FT-Networks mit Glasfaserverbindungen
zu verlängern. LR-01 ist vollkommen transparent zum Protokoll. Die
Installation ist sehr einfach, da keine neuen Netzwerkadressen benötigt werden.
LR-01 ist mit einem (LR-01PP) oder mit zwei Paaren Glasfaserempfängern und
Sendern ausgestattet. Damit können Punkt-zu-Punkt-, Bus- oder redundante
Ringkonfi gurationen erstellt werden. In einem Glasfaserring wird eine der LR-
01 Einheiten als „Ringmaster“ konfi guriert, der sicherstellt, dass die Daten im
Ring nicht unkontrolliert herumgesendet werden. Außerdem gibt es digitale
Alarmausgänge, die beispielsweise ein Relais steuern können, um anzuzeigen,
dass ein Fehler in der Glasfaserverbindung vorliegt.
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LONWORKS ®
LR-11/LR-11PP
Glasfaserrouter für TP/FT-10
Der LR-11 Router bietet eine einfache Möglichkeit, die Entfernung zwischen
LONWORKS ® 78 kbit/s TP/FT Netzwerksegmenten und einer 1,25 Mbit/s
Glasfaser-Hochgeschwindigkeitsverbindung in einem Netzwerk zu erhöhen.
LR-11 basiert auf dem Echelon RTR-10 Standardrouter Kernmodul, das eine
Standardkonfi guration und Installation mit Tools wie LonBuilder ® und Lon-
Maker ermöglicht. LR-11 ist mit einem (PP-Version) oder mit zwei Paaren
Glasfaserempfängern und Sendern ausgestattet. Damit können Punkt-zu-Punkt-,
Bus- oder redundante Ringkonfi gurationen erstellt werden. In einem Glasfaserring
wird eine der LR-01 Einheiten als „Ringmaster“ konfi guriert, der sicherstellt,
dass die Daten im Ring nicht unkontrolliert herumgesendet werden. Außerdem
gibt es digitale Alarmausgänge, die beispielsweise ein Relais steuern können, um
anzuzeigen, dass ein Fehler in der Glasfaserverbindung vorliegt.
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® … LONWORKS ,
78 kbit/s TP/FT-10
… Punkt-zu-Punkt
(LR-11PP)
… Multidrop oder
redundanter Ring
… Router-Funktion
(basiert auf Echelons
Router-Modul RTR-10)
… Regeneriertes
optisches Signal
… Übertragungsdistanz
über die Glasfaserkanäle
bis zu 25 km
… 1,25 Mbit/s auf den
Glasfaserkanälen
… Multimode/Singlemode
Glasfaserkabel
… Alarmausgänge zur
Anzeige von Fehlern
in der Glasfaserverbindung
… Wechsel-/Gleichstromversorgung
… Zuverlässige Funktion
und Leistung
… Ausgelegt für exponierte
Standorte mit
hohem Störpotenzial
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LONWORKS ® -Serie
Technische Daten
Stromversorgung
Nennspannung AC 230 VAC
Netzspannung DC 24 VDC
Betriebsspannung 12 bis 36 VDC
207 bis 265 VAC*
Nennstrom 25 mA @ 230 VAC
125 mA @ 24 VDC
Frequenz DC: –
AC: 48 bis 62 Hz
Isolierung gegen
AC: 3000 V
Netzspannung
DC: 1500 V
Spannungsspitzenschutz Stromversorgung: Ja
Leitung: Ja
Verbindung FT-10 Abnehmbare Schraubklemmen
Verbindung Glasfaserkabel 2 x ST-Anschlüsse LR-01PP und LR-11PP
4 x ST-Anschlüsse LR-01 und LR-11
Anschlussalarm Abnehmbare Schraubklemmen.
Alarm für Kanal 1 und Kanal 2.
Maximal zulässige Spannung/Stromstärke: 30 V / 80 mA
Datenrate FT-10 78 kbit/s
Datenrate Glasfaser 78 kbit/s (1,25 Mbit/s LR-11)
Gewicht, kg AC: 0,6
DC: 0,3
ST-Anschlüsse
Multimode Bis zu 5 km
Singlemode Bis zu 24 km
Bei LONWORKS ® Installationen ist zu beachten:
LR-01 benötigt keine spezifische LONWORKS ® Installationen. LR-01 agiert wie ein physischer Repeater auf dem
TP/FT-Kanal.
Neben der physikalischen Begrenzung durch das Glasfaserkabel muss unter Umständen auch eine
logische Begrenzung durch das Protokoll beachtet werden. Die Erweiterung eines TP/FT-Netzwerks über
ein Glasfaserkabel führt zu einer bestimmten Laufzeitverzögerung in den Netzwerksegementen. Die
Laufzeitverzögerung des Signals auf einem Standard TP/FT-10-Kanal wirkt sich auf das Timing des LonTalk ® Layer 1
und damit auf den gesamten Kanalzugriff aus. Deutliche Laufzeitverzögerungen können zu Paketkollisionen sowie
Neusendungen von Paketen führen und damit die Netzwerkleistung beeinträchtigen.
In einigen Situationen kann es daher angebracht sein, bei den Kanaleigenschaften eine Verzögerung anzugeben, um
die Timer der Transportlayer entsprechend anzupassen. Die Verzögerung wird mit dem Netzwerkmanagement-
Tool eingegeben.
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ODW-6xx-xx-xx
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Type of Transceiver
LC2 (Multimode)
LC15 (Singlemode)
LC40 (Singlemode)
LC80 (Singlemode)
Bi-Di (Singlemode)
Type of cable
SM, Singlemode
MM, Multimode
Type of application
xx1 = Point-to-point
xx2 = Multidrop / Ring
Type of Interface / Protocol
x1x = PROFIBUS DP
x2x = RS-232
x3x = RS-422 / 485
Verschiedene Transceivers am gleichen Modem
Die ODW-xx2 Modems ermöglichen eine fl exible Transceiver-Konfi guration (LC15 und LC40 beispielsweise).
Damit die Installation einwandfrei funktioniert, ist es sehr wichtig, dass die Transceiver in der richtigen Position
/ am richtigen Kanal montiert werden. Bei einer Ringinstallation muss Kanal 1 beispielsweise an Kanal 2
angeschlossen werden. Bei einer Multidrop-Anwendung sollte Kanal 1 an Kanal 2 angeschlossen werden, mit
Ausnahme des Endgeräts, wo Kanal 1 verwendet wird.
ODW-6xx-xx / xx-xx
Channel
Channel 2
Channel 1
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Schweden
Westermo Data Communications AB
SE-640 40 Stora Sundby
Tel.: +46 (0)16 42 80 00
Fax: +46 (0)16 42 80 01
E-Mail: info@westermo.se
Schweden
Westermo Teleindustri AB
SE-640 40 Stora Sundby, Schweden
Tel.: +46 (0)16 42 80 00
Fax: +46 (0)16 42 80 01
E-Mail: info@westermo.se
www.westermo.com
N I E D E R L A S S U N G E N
Großbritannien
Westermo Data Communications Ltd
Talisman Business Centre
Duncan Road, Park Gate, Southampton. SO31 7GA
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Fax: +44(0)1489 580 586
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Goethe Strasse 67
DE-68753 Waghäusel Germany
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E-Mail: info@westermo.de
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Z E N T R A L E
REV 1.0-2007-01
Frankreich
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Bat. A, 9 Chemin de Chilly
FR-91160 Champlan. Frankreich
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Norwegen
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Gladsvei 20 0489 Oslo, Norwegen
Tel.: +47 220 903 03
Fax: +47 220 903 10
E-Mail: contact@ontimenet.com