Langstreckenüberbrücker

Ethernet über Zweidrahtleitung für große Distanzen

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29.04.2015 Werden Datennetzwerke aufgebaut, dann kommen häufig Kupferleitungen zum Einsatz. Für den Bürobereich werden diese Netzwerke streng nach den Regeln der internationalen Standards, wie der ISO/IEC 11801, realisiert. Diese Standards beschreiben genau die Struktur dieser Netzwerke mit aktiven und passiven Komponenten. Auch die Leitungslängen sind hier für Kupfer und Lichtwellenleitungen (LWL) festgeschrieben. Sollen große Entfernungen überbrückt werden, bevorzugen die Experten oft LWL. Im Gebäude und besonders zur Verteilung in der Etage hat sich aber das Verlegen von Kupferleitungen durchgesetzt.

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Entscheider-Facts Für Planer

  • Für die Ethernet-basierte Datenkommunikation  über weite Distanzen gibt es seit vergangenem Jahr eine Lösung auf Basis von 2-Draht-Kupferleitungen.
  • Die Switches und Medienmodule können inzwischen auch im Ex-Bereich (Zone2) eingesetzt werden.

In der industriellen Automatisierung werden Ethernet-basierte Netzwerke zur Datenkommunikation immer häufiger eingesetzt. Auch für diese Netzwerke beschreiben internationale Normen die Randbedingungen. Der große Unterschied zwischen industriellen  und Büro-Netzwerken ist jedoch ihre Struktur. Die Struktur im Industriebereich lässt sich nicht so einfach wie im Bürobereich mit einem sternförmigen Netzwerk abbilden. Das Netzwerk in der Industrie muss dem Prozess folgen. Eine sternförmige Struktur wäre hier eher ungeeignet. Zudem können sich Fertigungsanlagen über große Bereiche erstrecken und somit sind weite Entfernungen  zwischen den Geräten zu überbrücken.

Wenn nun zur Datenkommunikation in modernen Industrieanlagen ein Ethernet-basiertes System eingesetzt werden soll, wird heute meistens Profinet gewählt. Aber auch Profinet setzt auf den internationalen Verkabelungsstandards auf und ist somit auch an die dort beschriebenen Leitungslängen und Übertragungseigenschaften gebunden. Das Problem dabei: Die industriellen Anlagen passen oft nicht exakt zu den Netzstrukturvorgaben der Normen, denn der Fertigungsprozess bestimmt die Struktur der Anlage.

Weniger Drähte, längere Reichweite
Da Profinet auch auf den internationalen Standards basiert, ist die festgeschriebene Leitungslänge für Kupferleitungen auf 100 m begrenzt. Für längere Strecken muss oft auf teure, mit LWL-Schnittstellen ausgerüstete Netzwerkkomponenten zurückgegriffen werden. Dies versuchen aber viele Anwender aus Kostengründen und der ungewohnten Handhabung zu vermeiden. LWL können oft vom Anwender nicht selbst vor Ort in der Anlage konfektioniert werden, wie das bei Kupferleitungen der Fall ist. Spezialfirmen müssen hier beauftragt werden. Im Fehlerfall ist eine schnelle Reparatur oft ohne diese Hilfe dann auch nicht möglich. Wegen diesen Randbedingungen versuchen die Anwender im Industriebereich weitestgehend auf LWL zu verzichten. Weitere Entfernungen werden dann oft mit zusätzlichen Netzwerkkomponenten realisiert, die aber ebenfalls die Kosten für diese Verbindung in die Höhe treiben.

Durch den Trend, Ethernet auch über weniger als die im Standard vorgeschriebenen vier oder acht Adern zu übertragen, häufig als Two-Wire-Ethernet bezeichnet, gibt es heute Möglichkeiten, auch weitere Entfernungen mit Kupferleitungen und Ethernet-Kommunikation zu überbrücken.Siemens bietet hierfür ein Zweiportmedienmodul für die modularen Switches aus der Produktfamilie Scalance X-300 und für das Security-Modul Scalance S627-2M an. Das Medienmodul MM992-2VD (Variable Distanz) ermöglicht  Ethernet-Kommunikation über unterschiedliche Kupferleitungen und über unterschiedliche Leitungslängen. Je nach Leitungsart und Übertragungsgeschwindigkeit, können so mit Ethernet bis zu 1.000 m überbrückt werden.

Heftausgabe: Mai 2015
Seite:
Michael Kasper, Siemens

Über den Autor

Michael Kasper, Siemens

Michael Kasper ist Produktmanager bei Siemens

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