Kuitumediamuunnin – näin valitset oikean

Mitä mediamuunnin tekee?

Mediamuunnin vastaanottaa Ethernet-liikenteen kupariportista (RJ45 tai M12) ja lähettää saman liikenteen eteenpäin valona kuidussa. Toisessa päässä on toinen muunnin tai kytkin, jossa on kuituportti, ja se muuttaa valon takaisin sähköisiksi signaaleiksi. Protokollalla ei ole väliä: PROFINET, EtherNet/IP, Modbus TCP, video ja tavallinen IT-liikenne kulkevat läpi muuttumattomina.

Tarve syntyy yleensä siitä, että parikaapeloitu kupari-Ethernet on rajoitettu 100 metriin – mikä harvoin riittää kahden rakennuksen välillä, pitkän kuljettimen varrella tai portilla olevalle kameralle.

Milloin tarvitset kuitua kuparin sijaan?

• Pitkät etäisyydet – yli 100 metrin yhteydet rakennusten välillä, tunneleissa ja tuulipuistoissa.
• Sähkömagneettiset häiriöt (EMC) – taajuusmuuttajien, hitsauslaitteiden, induktiouunien ja voimakaapeleiden lähellä. Kuidussa kulkeva valo ei häiriinny sähkömagneettisista kentistä.
• Potentiaalierot ja salamat – eri maapotentiaalissa olevien rakennusten välillä kaapelin suojavaipan kautta voi kulkea virtaa. Kuitu ei johda sähköä ja katkaisee yhteyden.

Esimerkkejä eri toimialoilta

• Tehtaat ja prosessilaitokset – yhteydet eri hallien sähkökaappien välillä tai taajuusmuuttajien ja hitsausrobottien ohi.
• Energia – sähköasemat ja kojeistot, joissa IEC 61850-3:n mukaiset muuntimet kestävät sähköisen ympäristön. Myös aurinko- ja tuulipuistot, joissa etäisyydet ovat pitkiä.
• Infrastruktuuri – liikenteenvalvonta, tunnelit ja pumppaamot. PoE-muuntimet syöttävät virtaa kameroille ja tukiasemille kuidun toisessa päässä.
• Raideliikenne – radan varrella ja varikoilla, joissa kuitu hoitaa pitkät matkat ja ajojohdon aiheuttamat häiriöt.
• Ajoneuvot ja puolustus – tiiviit IP67-muuntimet sotilasliittimillä aluksiin, lentokoneisiin ja maa-ajoneuvoihin.
• Sairaalat ja lääkintätekniikka – kuitu rakennusten välillä ja tiloissa, joissa on häiriöherkkiä lääkintälaitteita.

Yksimuoto- vai monimuotokuitu?

Kuitua on kahta päätyyppiä. Monimuotokuidussa ydin on leveä, ja valo kulkee useaa reittiä, mikä rajoittaa etäisyyttä. Yksimuotokuidussa ydin on niin kapea, että valo kulkee vain yhtä reittiä, mikä antaa erittäin pitkän kantaman.

Lähde liikkeelle kohteeseen jo asennetusta kuidusta. Jos se on monimuotokuitua, tarkista luokka (OM1–OM4), koska se vaikuttaa kantamaan. Jos asennetaan uutta kuitua, yksimuotokuitu on usein tulevaisuuden kannalta varmin valinta.

SFP, liittimet ja aallonpituudet

Monissa muuntimissa on kiinteän kuituportin sijaan SFP-paikka. SFP (small form-factor pluggable) on pieni vaihdettava moduuli, joka määrää kuitutyypin, aallonpituuden ja kantaman. Silloin voit siirtyä monimuotokuidusta yksimuotokuituun vaihtamatta muunninta. SFP-moduulien yleisin liitin on LC, kun taas kiinteissä kuituporteissa käytetään usein SC- tai ST-liitintä.

On myös yhden kuidun moduuleja (WDM tai BiDi), jotka lähettävät yhdellä aallonpituudella ja vastaanottavat toisella, esimerkiksi 1310 ja 1550 nm. Niitä käytetään pareittain vastakkaisilla aallonpituuksilla, ja ne säästävät yhden kuidun.

Hallittava vai hallitsematon – ja teollisuuden vaatimukset

Useimmat mediamuuntimet ovat hallitsemattomia ja toimivat heti ilman konfigurointia. Hallittavaa muunninta voi valvoa etänä, esimerkiksi SNMP:n tai IEEE 802.3ah OAM:n kautta, ja se raportoi linkin tilan ja viat. Se kannattaa, kun yhteyksiä tai etäkohteita on paljon.

Hyvä välimuoto on Link Fault Pass-Through (LFP). Jos kuituyhteys katkeaa, muunnin sulkee myös kupariportin, jolloin kytkin havaitsee vian ja voi antaa hälytyksen tai siirtyä varareitille.

Mitä teollisen muuntimen pitää kestää

• Lämpötila – toimistomallit on tehty huoneenlämpöön. Teollisia versioita on saatavana −40…75 °C:n alueelle.
• Asennus ja virransyöttö – DIN-kisko, metallikotelo ja kahdennetut virransyöttötulot, usein 12–48 V DC.
• Hälytykset – relelähtö, joka ilmoittaa virtakatkosta tai linkin katkeamisesta.
• Hyväksynnät – esimerkiksi IEC 61850-3 sähköasemille, EN 50155 raidekalustoon sekä Class I Division 2 tai ATEX Zone 2 räjähdysvaarallisiin tiloihin.

Viisi yleistä virhettä

1. Päät eivät vastaa toisiaan. Monimuotokuitu toisessa päässä ja yksimuotokuitu toisessa, eri aallonpituudet tai 100 Mbit/s gigabittiä vastaan – linkkiä ei synny. Tarkista molemmat puolet ennen tilausta.
2. SFP-moduuli ei kestä ympäristöä. −40 °C:seen luokitellusta muuntimesta ei ole hyötyä, jos SFP-moduuli on tehty vain huoneenlämpöön. Valitse moduulit, joilla on teollinen lämpötila-alue.
3. LFP puuttuu. Ilman Link Fault Pass-Through -toimintoa kytkin ei huomaa kuidun katkeamista, eikä redundanssi kytkeydy.
4. Likaiset liittimet. Pöly ja rasva liittimien päätypinnoilla ovat yleinen vaimennuksen ja ajoittaisten vikojen syy. Puhdista ja tarkasta liittimet asennuksen yhteydessä.
5. Liian jyrkät taivutukset. Liian jyrkälle taivutettu kuitu menettää valoa. Noudata kaapelivalmistajan pienintä taivutussädettä kaapelihyllyissä ja kaapeissa.

Mediamuuntimet SCN:ltä

Toimitamme mediamuuntimia valmistajilta Moxa, ORing ja Enercon: kompakteista DIN-kiskomuuntimista ja räkkiin työnnettävistä moduuleista IP67-luokiteltuihin malleihin sotilasalustoille. Useita malleja on saatavana PoE:llä, SFP-paikalla ja −40 °C:seen ulottuvalla lämpötila-alueella.

Esimerkkejä valikoimastamme

Usein kysyttyä

Kuinka pitkälle mediamuunnin yltää?

Se riippuu kuidusta ja optiikasta. Monimuotokuitu yltää gigabitillä muutamaan sataan metriin ja 100 Mbit/s:llä noin 2 km:iin. Yksimuotokuitu yltää normaalisti 10 km:iin tai pidemmälle, jotkin mallit yli 100 km:iin.

Voiko yksimuoto- ja monimuotokuitua yhdistellä?

Ei, yhteyden molemmissa päissä on käytettävä samaa kuitutyyppiä ja aallonpituutta. Kahden erilaisen kuituverkon yhdistämiseen tarvitaan laite, jossa on kumpaakin tyyppiä oleva portti, esimerkiksi kytkin, jossa on kaksi SFP-paikkaa.

Tarvitaanko aina kaksi mediamuunninta?

Ei. Toisessa päässä voi olla kytkin tai muu laite, jossa on kuituportti tai SFP-paikka. Olennaista on, että kuitutyyppi, aallonpituus ja nopeus vastaavat toisiaan.

Mitä eroa on mediamuuntimella ja kytkimellä, jossa on kuituportti?

Mediamuunnin yhdistää yleensä yhden laitteen, ja siinä on yksi kupari- ja yksi kuituportti. Kuituportillinen kytkin palvelee useita laitteita ja voi tarjota myös VLANit ja redundanssin.

Viivästyttääkö mediamuunnin reaaliaikaista liikennettä?

Viive on pieni, muutamasta mikrosekunnista noin kymmenesosamillisekuntiin nopeudesta ja kehyksen koosta riippuen. Se ei yleensä vaikuta PROFINETiin tai EtherNet/IP:hen.