Optilise kiu meediamuundur – kuidas valida õiget

Mida meediamuundur teeb?

Meediamuundur võtab Etherneti liikluse vastu vaskpordis (RJ45 või M12) ja saadab sama liikluse edasi valgusena optilises kius. Teises otsas on teine muundur või optilise pordiga kommutaator, mis muudab valguse tagasi elektrilisteks signaalideks. Protokoll ei ole oluline: PROFINET, EtherNet/IP, Modbus TCP, video ja tavaline IT-liiklus läbivad muunduri muutumatult.

Vajadus tekib tavaliselt seetõttu, et keerdpaariga vaskkaabli Ethernet on piiratud 100 meetriga – sellest jääb harva väheks kahe hoone vahel, pika konveieri ääres või väravas asuva kaamerani.

Millal on vaja vaskkaabli asemel optilist kiudu?

• Pikad vahemaad – üle 100-meetrised ühendused, hoonete vahel, tunnelites ja tuuleparkides.
• Elektrilised häired (EMC) – sagedusmuundurite, keevitusseadmete, induktsioonahjude ja jõukaablite läheduses. Elektromagnetväljad ei mõjuta kius liikuvat valgust.
• Potentsiaalierinevused ja välk – kui hooned on erineva maapotentsiaaliga, võib kaabli varjestuse kaudu hakata voolama vool. Optiline kiud ei juhi voolu ja katkestab ühenduse.

Näiteid eri tööstusharudest

• Tehased ja protsessitööstus – ühendused eri tootmishoonetes asuvate juhtkilpide vahel või sagedusmuundurite ja keevitusrobotite kõrval.
• Energeetika – alajaamad ja jaotusseadmed, kus IEC 61850-3 järgi valmistatud muundurid taluvad elektrilist keskkonda. Samuti pikkade vahemaadega päikese- ja tuulepargid.
• Taristu – liiklusjärelevalve, tunnelid ja pumplad. PoE-ga muundurid toidavad kaameraid ja pääsupunkte optilise liini kaugemas otsas.
• Raudtee – rööbaste ääres ja depoodes, kus optiline kiud tuleb toime pikkade liinide ja kontaktvõrgust tulevate häiretega.
• Sõidukid ja kaitsetööstus – tihendatud IP67 muundurid militaarpistikutega laevadele, õhusõidukitele ja maismaasõidukitele.
• Haiglad ja meditsiinitehnika – optiline kiud hoonete vahel ja aladel, kus on häiretundlikke meditsiiniseadmeid.

Ühemoodiline või mitmemoodiline?

Optilist kiudu on kaht põhitüüpi. Mitmemoodilises kius on südamik lai ja valgus liigub mitut teed pidi, mis piirab vahemaad. Ühemoodilises kius on südamik nii kitsas, et valgus liigub ainult üht teed pidi, mis annab väga suure ulatuse.

Lähtu objektil juba paigaldatud kiust. Kui see on mitmemoodiline, kontrolli kategooriat (OM1–OM4), sest see mõjutab ulatust. Kui paigaldatakse uus kiud, on ühemoodiline sageli kõige tulevikukindlam valik.

SFP, pistikud ja lainepikkused

Paljudel muunduritel on fikseeritud optilise pordi asemel SFP-pesa. SFP (small form-factor pluggable) on väike vahetatav moodul, mis määrab kiu tüübi, lainepikkuse ja ulatuse. Nii saad minna mitmemoodiliselt kiult üle ühemoodilisele ilma muundurit vahetamata. SFP-moodulite levinuim pistik on LC, fikseeritud optilistel portidel kasutatakse sageli SC- või ST-pistikut.

On olemas ka ühe kiuga moodulid (WDM või BiDi), mis saadavad ühel lainepikkusel ja võtavad vastu teisel, näiteks 1310 ja 1550 nm. Neid kasutatakse paarikaupa vastupidiste lainepikkustega ja need säästavad ühe kiu.

Hallatav või haldamatu – ja tööstuse nõuded

Enamik meediamuundureid on haldamatud ja töötavad kohe ilma seadistamiseta. Hallatavat muundurit saab jälgida eemalt, näiteks SNMP või IEEE 802.3ah OAM kaudu, ning see annab teada ühenduse olekust ja riketest. See tasub ära, kui ühendusi on palju või objektid asuvad kaugel.

Hea vahevariant on Link Fault Pass-Through (LFP). Kui optiline ühendus katkeb, sulgeb muundur ka vaskpordi, nii et kommutaator näeb riket ja saab anda alarmi või lülituda varuteele.

Millega tööstuslik muundur peab hakkama saama

• Temperatuur – kontorimudelid on ehitatud toatemperatuurile. Tööstuslikke versioone on saadaval temperatuurivahemikule −40 kuni 75 °C.
• Paigaldus ja toide – DIN-liist, metallkorpus ja kaks toitesisendit, sageli 12–48 V DC.
• Alarmid – releeväljund, mis annab märku toite kadumisest või ühenduse rikkest.
• Sertifikaadid – näiteks IEC 61850-3 alajaamadele, EN 50155 raudteeveeremile ning Class I Division 2 või ATEX Zone 2 plahvatusohtlikele aladele.

Viis levinud viga

1. Otsad ei sobi kokku. Ühes otsas mitmemoodiline ja teises ühemoodiline kiud, erinevad lainepikkused või 100 Mbit/s gigabiti vastu – ühendust ei teki. Kontrolli enne tellimist mõlemat poolt.
2. SFP-moodul ei talu keskkonda. −40 °C jaoks ette nähtud muundurist pole kasu, kui SFP-moodul on tehtud ainult toatemperatuuri jaoks. Vali tööstusliku temperatuurivahemikuga moodulid.
3. LFP puudub. Ilma Link Fault Pass-Throughita ei märka kommutaator, et optiline kiud on katkenud, ja liiasus ei lülitu ümber.
4. Mustad pistikud. Tolm ja rasv otspindadel on sumbuvuse ja vahelduvate rikete sage põhjus. Puhasta ja kontrolli pistikuid paigaldamise ajal.
5. Liiga järsud painded. Liiga järsult painutatud kiud kaotab valgust. Järgi kaablirennides ja kilpides kaablitootja minimaalset painderaadiust.

Meediamuundurid SCN-ilt

Pakume Moxa, ORingi ja Enerconi meediamuundureid: kompaktsetest DIN-liistu muunduritest ja räki sisestatavatest moodulitest kuni militaarplatvormidele mõeldud IP67 klassiga mudeliteni. Mitu neist on saadaval PoE, SFP-pesa ja kuni −40 °C ulatuva temperatuurivahemikuga.

Näiteid meie valikust

Korduma kippuvad küsimused

Kui kaugele meediamuundur ulatub?

See sõltub kiust ja optikast. Mitmemoodiline kiud ulatub gigabiti juures paarisaja meetrini ja 100 Mbit/s juures kuni umbes 2 km-ni. Ühemoodiline ulatub tavaliselt 10 km-ni või kaugemale, mõned mudelid üle 100 km.

Kas ühe- ja mitmemoodilist kiudu saab kombineerida?

Ei, ühenduse mõlemas otsas peavad olema sama tüüpi kiud ja sama lainepikkus. Kahe erineva kiuvõrgu ühendamiseks on vaja seadet, millel on mõlemat tüüpi port, näiteks kahe SFP-pesaga kommutaatorit.

Kas alati on vaja kaht meediamuundurit?

Ei. Teises otsas võib olla kommutaator või muu seade, millel on optiline port või SFP-pesa. Oluline on, et kiu tüüp, lainepikkus ja kiirus sobiksid kokku.

Mis vahe on meediamuunduril ja optilise pordiga kommutaatoril?

Meediamuundur ühendab tavaliselt ühe seadme, sellel on üks vask- ja üks optiline port. Optilise pordiga kommutaator teenindab mitut seadet ja võimaldab lisada VLAN-e ja liiasust.

Kas meediamuundur viivitab reaalajaliiklust?

Viivitus on väike, olenevalt kiirusest ja kaadri suurusest mõnest mikrosekundist kuni umbes kümnendiku millisekundini. Tavaliselt see PROFINET-i ega EtherNet/IP-d ei mõjuta.