Lichtwellenleiter Glasfaser dringt in raue Umgebungen vor

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Schmutz, Feuchtigkeit und Vibrationen stellen Glasfaser-Anwendungen vor Herausforderungen. Ausgestattet mit robusten Steckverbindern kann die schnelle und leichte Verbindungstechnik nun auch in rauen Umgebungen ihre Vorteile ausspielen.

Eine schnelle Datenübertragung wird heute in vielen Bereichen immer wichtiger. Gründe liegen unter anderem in der verstärkten Nutzung von Bild- und Videodaten, im dem zunehmenden Einsatz von KI-Anwendungen und Cloud-Diensten sowie in der fortschreitenden Digitalisierung.

Eine maßgebliche Kennzahl liefert die jährliche Statistik des deutschen Internetknotens DE-CIX mit seinen weltweit verteilten Datenaustauschpunkten. Dieser verzeichnete im Jahr 2024 einen globalen Datenverkehr von 68 Exabyte, das ist ein Zuwachs von 15 Prozent gegenüber 2023 (59 Exabyte). Beim Tagesrekord gab es einen Anstieg von 22,36 auf 24,92 TBit/s, ein Plus von 11,4 Prozent.

Dieses Wachstum ist nur möglich durch den zunehmenden Einsatz von Glasfaser-Verbindungen, die hohe Bandbreiten bei niedriger Latenz zur Verfügung stellen. Fortschritte bei Übertragungsstandards und Steckverbindern ermöglichen zudem eine effizientere Nutzung der einzelnen Fasern sowie einer einfacheren Bündelung bei begrenztem Platzbedarf.

In Rechenzentren ist Glasfaser bereits Standard, und auch die Erschließung von Haushalten und Unternehmensstandorten wird zunehmend von Kupfer auf Lichtwellenleiter (LWL) umgestellt. Es gibt jedoch nach wie vor Bereiche, in denen sich LWL noch nicht etablieren konnten – denn sie sind schwer zu handhaben.

Der Übergang von einer Faser zur nächsten ist empfindlich gegenüber Verschmutzungen und Feuchtigkeit. Ebenso können mechanische Belastungen und Vibrationen die Datenübertragung beeinträchtigen oder sogar unterbrechen. Auch hohe Temperaturen und häufige Steckzyklen waren Argumente gegen den Einsatz von Lichtwellenleitern. In rauen Umgebungen, beispielsweise in der produzierenden Industrie, setzen Anwender daher häufig auf Kupferverkabelung.

Strahlaufweitung für unempfindlichere Lichtwellenleiter

Ein erster Schritt hin zu unempfindlicheren LWL-Steckverbindungen gelang mit dem Prinzip der Strahlaufweitung. Dieses wurde mit dem EBO-Ferrulenkonzept (Expanded Beam Optical) weiter optimiert. Als Nächstes folgten robuste Steckverbindersysteme der Serie EBM (Expaned Beam Multifiber). Die nach gängigen Industrienormen entwickelten Steckverbinder S-RMC sowie MIL13 sind eine Eigenentwicklung von Rosenberger Hochfrequenztechnik. Sie vereinen die robuste Signalübertragung EBO mit unempfindlichen und stabilen Gehäusen.

Im Inneren befinden sich Ferrulen, die je nach Bedarf zwischen 2 und 16 Singlemode- oder Multimode-Fasern aufnehmen können. Die robusten Steckverbinder sind für raue Bedingungen und 5.000 Steckzyklen ausgelegt. Sie gewährleisten eine zuverlässige, verlustarme Verbindung mit standardisierten Formaten (SC Footprint) und eine schnelle, intuitive Installation ohne hohen Schulungsaufwand. Die Steckverbinder sind einfach ohne Spezialwerkzeug zu reinigen. Das Stecker-Design ist auf hohe Leistung bei geringem Platzbedarf und Gewicht optimiert

Herausforderungen in der produzierenden Industrie

In der Produktion sind Netzwerkkomponenten unterschiedlichen Herausforderungen ausgesetzt: extreme oder stark schwankende Temperaturen, Staub und Schmutz, Flüssigkeiten und Chemikalien, dazu Vibrationen und mechanische Belastungen. Zugleich gibt es hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit. Denn ungeplante Ausfälle bzw. Stillstände der Anlagen ziehen hohe Kosten nach sich. Das Plug-and-Play-Design der EBM-Steckverbinder in kompakten Formfaktoren (S-RMC, MIL13) vereinfacht die Installation und minimiert die Wartung, was die Ausfallzeiten des Systems reduziert. Den beengten Verhältnissen im Schaltschrank und auf Schalttafeln trägt die platzsparende Konzeption mit 2 bis 16 Single- oder Multimode-Fasern in einem einzigen Stecker Rechnung.

Eine weitere Herausforderung stellen die steigenden Bandbreiten in den Fabriken dar. Die zunehmende Digitalisierung bedeutet auf der einen Seite, dass mehr Sensoren und Aktoren angebunden werden, auch der Einsatz von Bild- und Video-Aufnahmen im Produktionsprozess steigt steil an. So müssen zunehmend größere Datenmengen, teils in Echtzeit, übertragen und verarbeitet werden. Damit einher geht eine wachsende Automatisierung, bis hin zu (teil-)autonomen Systemen, die wiederum zusätzliche Anstrengungen zur Wahrung von Safety und Security nach sich ziehen. Die daraus resultierenden Datenmengen lassen sich am besten mit LWL übertragen, die zudem einen Vorteil bei der Minimierung der Latenzzeiten bieten. (kr)

* Harry Jacob ist freier Journalist in Augsburg.

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