Die Einführung der Glasfasertechnologie hat einen Durchbruch in der Stromversorgung und digitalen Kommunikation ermöglicht. Doch worin unterscheidet sie sich von herkömmlichen Kabelmaterialien? Ist sie nachhaltig? In diesem Artikel erläutert Mark Baptista, Anwendungsingenieur beim Spezialisten für elektrische Steckverbinder, PEI-Genesis, die Unterschiede zwischen Glasfasern und den metallischen Komponenten von Kabeln und Steckverbindern und zeigt auf, wie wir sie in sich ständig weiterentwickelnden Anwendungen effizient einsetzen können. Bei der Auswahl eines Steckers oder Kabels für eine Anwendung können Sie je nach Anforderungen entweder Glasfaser- oder Metallleitungen verwenden. Wir können Leistung, Kosten, Haltbarkeit und Anwendungsbereiche beider Optionen vergleichen, um die effizienteste Lösung zu ermitteln.
Kosten und Geschwindigkeit
Traditionell wird elektrischer Strom in metallischen Leitungen mithilfe von Metall als Leiter von einem Ort zum anderen übertragen. Kabel und Steckverbinder bestehen üblicherweise aus Kupfer und Aluminium, die aufgrund ihres geringen Widerstands hervorragende Leiter sind.
Glasfaserkabel hingegen nutzen Licht zur Datenübertragung. Lichtimpulse fließen durch die Glasfasern des Kabels und liefern die Energie. Ihre größere Bandbreite ermöglicht eine schnellere Datenübertragung und macht sie ideal für Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungssysteme.
Die Geschwindigkeit von Glasfasern ist im Vergleich zu Metallkabeln entscheidend. Glasfaserkabel und -stecker können Daten mit durchschnittlich einem Gigabyte pro Sekunde (GBPS) übertragen und in manchen Anwendungen sogar mehrere Terabyte pro Sekunde (TBPS) erreichen.
Die hohen Übertragungsgeschwindigkeiten von Glasfaserkabeln hängen von ihren optischen Kanälen ab: Singlemode und Multimode. Herkömmliche Metallkomponenten bieten eine geringere Geschwindigkeit und erreichen kaum Gigabit-Ethernet-Werte. Aufgrund ihrer niedrigeren Maximalgeschwindigkeiten eignen sie sich weniger für Anwendungen mit hohem Datendurchsatz. Sie sind jedoch wirtschaftlicher, da die Anschaffungskosten zwei- bis viermal niedriger sind als bei Glasfasern. Daher eignen sie sich besser für kurzfristige Anwendungen, die keine hohen Geschwindigkeiten erfordern.
Die Kosten sind nicht der einzige Faktor, der die Eignung von Metallkomponenten kurzfristig beeinflusst. Zwar ist die Installation und Wartung von Kabeln mit Metallkomponenten günstiger, die Lebensdauer dieser Installationen ist jedoch kürzer.
Überwindung von Störungen
Materialien wie Kupfer sind zwar korrosionsbeständig, können aber durch elektromagnetische Störungen (EMI) beeinträchtigt werden. Diese treten auf, wenn Umwelteinflüsse das Magnetfeld der Leitungen stören. Daher eignen sie sich weniger für Anwendungen in rauen Umgebungen, wo Glasfasern aufgrund ihrer EMI-Resistenz hervorragende Ergebnisse liefern.
Die Verwendung von Licht in Glasfasern macht diese unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen. Ihr Kern aus Glas oder Kunststoff, anstelle von Metall, ermöglicht die Datenübertragung durch Lichtbrechung statt durch Stromfluss, wodurch elektromagnetische Störungen ausgeschlossen werden.
Die elektromagnetische Störfestigkeit von Glasfaserkabeln bietet eine höhere Effizienz in Branchen wie dem Militär und der Luft- und Raumfahrt, wo Langlebigkeit von größter Bedeutung ist. Militärfahrzeuge sind beispielsweise häufig extremen Bedingungen wie Staub, Wasser, Wind und Hitze ausgesetzt.
Sowohl Metall- als auch Glasfaserkabel sind langlebige Optionen, da beide so konstruiert werden können, dass sie Schutzarten (IP-Schutzarten) bis zu IP67 erfüllen. Für eine konsistente Lösung sind Glasfaserkabel oft die bessere Wahl, da sie im Gegensatz zu Metallkabeln, bei denen solche Schutzarten üblicherweise spezifiziert und gefordert werden, häufig mit höheren IP-Schutzarten ausgestattet sind.
Der von PEI Genesis gelieferte Fibreco MAXI Spread Beam Glasfaserstecker nutzt einen Singlemode-Lichtwellenleiter, um eine überlegene Bandbreite über große Entfernungen zu erzielen, und 16 Multimode-Lichtwellenleiter für hohe Geschwindigkeiten über kürzere Entfernungen, wodurch er sich für Anwendungen wie Rechenzentren oder militärische Kommunikationssysteme eignet.
Die gesamte Produktpalette der Fibreco-Spreizbalkenverbinder eignet sich dank ihrer Robustheit für raue Umgebungen. Diese Verbinder sind für Betriebstemperaturen von -40 °C bis +85 °C ausgelegt und weisen eine Druckfestigkeit von 6,7 kN auf: Beide Spezifikationen gewährleisten die zuverlässige Funktion auch unter anspruchsvollen Bedingungen.
Es gibt einen Grund dafür, warum herkömmliche Verkabelungsmethoden so zuverlässig sind. Als kurzfristige, alltägliche Lösung sind sie in vielen Branchen nach wie vor zuverlässig und kostengünstig. Wenn Unternehmen jedoch die Zuverlässigkeit durch eine sichere und optimierte Stromversorgung erhöhen möchten, bieten Glasfaserverbinder und -kabel eine hervorragende Option für schnellere Datenübertragungen, selbst in anspruchsvollen Umgebungen.
Autor: Mark Baptista, Anwendungsingenieur bei PEI-GENESIS
