Datenübertragung Dieser Steckverbinder macht Glasfaser fit für raue Umgebungen

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Mit robusten Steckverbindersystemen kann die empfindliche Glasfasertechnologie ihre Stärken nun auch in extremen Umgebungen ausspielen.

Das Wachstum der Datenübertragung beschleunigt sich weiterhin rasant. Gründe hierfür sind unter anderem die verstärkte Nutzung von Bild- und Videodaten, der zunehmende Einsatz von KI-Anwendungen und Cloud-Diensten sowie die fortschreitende Digitalisierung allgemein. Eine maßgebliche Kennzahl für die Entwicklung des internationalen Datenaustausches 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 Terabit pro Sekunde, ein Plus von 11,4 Prozent.

Glasfaser: Hohe Bandbreiten, aber sehr empfindlich

Dieses enorme 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 die leichte und schnelle Verbindungstechnik noch nicht etablieren konnte – denn sie gilt in manchen Situationen als 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 galten bislang als Argumente gegen den Einsatz von Lichtwellenleitern. In rauen Umgebungen setzen Anwender daher häufig auf die etablierte Kupferverkabelung. Dies ist beispielsweise in stark verschmutzten Umgebungen der Fall, wie sie unter anderem in manchen Bereichen der produzierenden Industrie auftreten.

Neue Steckverbinder-Technologien überwinden bisherige Grenzen

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 (siehe Kasten). Als Nächstes folgen robuste Steckverbindersysteme der EBM-Serie (Expaned Beam Multifiber). Die nach gängigen Industrienormen entwickelten Steckverbinder S-RMC sowie MIL13 sind eine „Ruggedized“-Steckverbinder-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. Aufgrund ihrer Eigenschaften werden viele der bestehenden Bedenken gegenüber dem Glasfaser-Einsatz in rauen Umgebungen hinfällig:

• Hohe Widerstandsfähigkeit: Die robusten EBM-Steckverbinder sind für raue Bedingungen ausgelegt und halten bis zu 5.000 Steckzyklen stand
• Stabile Verbindung: Sie gewährleisten eine zuverlässige, verlustarme Konnektivität mit standardisierten Formaten (SC Footprint)
• Plug-and-Play: Sie ermöglichen eine schnelle, intuitive Installation ohne hohen Schulungsaufwand
• Leicht und kompakt: Das Steckerdesign ist auf hohe Leistung bei geringem Platzbedarf und Ge-wicht optimiert
• Geringer Wartungsaufwand: Die EBM-Steckverbinder sind einfach zu reinigen und benötigen dazu kein Spezialwerkzeug

Maßgeschneidertes Verkabelungskonzept 

DC-Infrastruktur für alle Ansprüche gewappnet 

Herausforderung Produzierende 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 stellt der steigende Bandbreitenhunger in den Fabriken dar. Die zunehmende Digitalisierung bedeutet auf der einen Seite, dass mehr Sensoren und Aktoren angebunden werden müssen, 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.

Fazit: Verbindung von Glasfaser und robusten Steckverbindern als zukunftsfähige Alternative

Für Glasfaser sprechen unter anderem die hohen Bandbreiten, das geringe Gewicht und die Unempfindlichkeit gegenüber elektromagnetischen Interferenzen (EMI). Ein Schwachpunkt war lange Zeit das Handling, insbesondere in rauen Umgebungen. Doch diese Einschränkungen gehören nun der Vergangenheit an. Mit widerstandsfähigen Steckern, die eine unempfindliche Signalübertragung mittels Expanded-Beam-Optical-Technologie nutzen, bis zu 12 Fasern platzsparend vereinen und dazu noch in standardisierten Formfaktoren zur Verfügung stehen, sind LWL-Verbindungen nun auch in rauen Umgebungen uneingeschränkt einsatzfähig und können auch hier ihre Vorteile ausspielen. Die Verbindung von Glasfaser und robusten Steckverbindern von Rosenberger erfüllt die spezifischen Anforderungen der produzierenden Industrie und bietet so eine zukunftsfähige Alternative, um die Leistungsfähigkeit der Datennetze auszubauen, gepaart mit einer „Mission-Critical“-Zuverlässigkeit. Die Widerstandsfähigkeit und Langlebigkeit der Steckverbinder sowie deren unkompliziertes Handling eröffnen darüber hinaus Effizienzvorteile. Diese ergeben sich aus weniger ungeplanten Stillständen mit entsprechenden Folgekosten sowie einem geringeren Wartungsaufwand durch weniger Wartungsfälle und eine schnellere Behebung von Servicefällen.  

Harry Jacob ist freier Journalist aus Augsburg.