Automatisierung

X-codierte M12-Steckverbinder für Datenraten bis 10 GB

27.11.2014 -

War der X-codierte M12-Steckverbinder nach der Markteinführung zunächst ein Nischenprodukt, belegen die aktuellen Wachstumsraten den steigenden Bedarf an breitbandigem Ethernet für die Automatisierungstechnik. Die Gründe dafür sind zahlreich - getrieben von vielen unterschiedlichen Applikationen.


Kurz nach der Markteinführung des M12-Steckverbinders mit dem X-codierten Steckgesicht stellten sich zahlreiche Applikationsingenieure die Frage, wofür man neben dem 8-poligen A-codierten Steckgesicht eine weitere M12-Codierung für schnelles Gigabit-Ethernet brauche. Mit Blick auf neue Applikationen und Datenraten bis 10 GB/s war die Frage schnell beantwortet.
Die 10GB-Technologie wird im M12-Steckverbinder in unterschiedlichen Applikationsfeldern eingesetzt. Hierzu gehören unter anderem die industrielle Bildverarbeitung zur Prozessüberwachung, die Backbone-Verkabelung in industriellen Gebäuden und Automatisierungsanlagen sowie anspruchsvolle Realtime-Anwendungen mit einer schnellen Mensch-Maschine-Kommunikation. Aufgrund der steigenden Datenmengen ist immer mehr Bandbreite nötigt.
Zusätzlichen Schwung erfährt die 10GB-Technologie durch die Aufnahme des X-codierten M12 als standardisiertes Steckgesicht nach der M12-Steckverbindernorm IEC 61076-2-109. Unterstützend dazu haben sowohl die Profibus & Profinet International (PI) und die Profibus Nutzerorganisation e.V. (PNO) sowie auch die Open DeviceNet Vendor Association (ODVA) den X-codierten M12 zertifiziert. Damit kann der Rundsteckverbinder mit dem namensgebenden Schirmkreuz im Steckgesicht für die Übertragung von 4-paarigem Profinet wie auch Ethernet/IP genutzt werden. Zusätzlich ermöglichen spezielle Kabel auf der Basis des Übertragungs-Standards Cat6A den Einsatz des Steckverbinders in Applikationen, in denen das X-codierte Steckgesicht nicht eingesetzt werden konnte, weil geeignete Leitungen fehlten.


Vorteile gegenüber der A-Codierung
Bei der Ethernet-basierten Datenübertragung setzt das 8-polige X-kodierte Steckgesicht den Maßstab für eine schnelle und sichere Datenübertragung nach Cat6A. Die Übertragungsprobleme, die beim vorangegangenen 8-poligen A-kodierten M12-Steckverbinder in der Datenübertragung bis zu 1 GBit auftraten, sind aufgrund der neuartigen Schirmkonstruktion behoben. Der A-codierte M12 mit seinen acht Polen erfüllt formal nicht die Eigenschaften einer Cat5-Komponente nach ISO/IEC 11801, da die Anordnung der Kontakte für die Datenübertragung ungünstig ist. Der X-codierte M12 hingegen erreicht hier die Werte der Kategorie Cat6A - also 10 GB/s bis 500 Hz.
Durch den konstruktiven Ansatz, die einzelnen Datenpaare der Leitung bis fast in das Steckgesicht geschirmt zu führen, sowie durch den symmetrischen Aufbau der Paare im Steckgesicht selbst wurden die Schwachstellen des A-codierten M12 behoben. Das Problem, dass die geforderten Werte für das Nahnebensprechen (Near End Crosstalk, NEXT) nicht erreicht wurden, konnte auch gelöst werden. Verursacht wurde dieses Problem durch den mittleren achten Pin und die ungünstige Anordnung der anderen Pins.
Neben den Vorteilen bei der Datenübertragung bietet der X-codierte M12 auch Vorteile gegenüber dem RJ45-Steckverbinder, der in der Schutzart IP20 in der Büro-Umgebung genutzt wird und als kaum industrietauglich gilt. Die Vorteile des M12-Steckverbinders liegen in einer robusten Ausführung mit einer hohen mechanischen Belastbarkeit und Vibrationssicherheit sowie der Schutzart bis IP67. Damit ist die Technologie des M12 grundsätzlich der des RJ45 in IP20-Ausführung überlegen.


Aktive und passive Komponenten aus einer Hand
Neben diesen technischen Vorteilen profitiert der industrielle Anwender von der Breite des Angebots, das Phoenix Contact bietet. Mit dem durchgängigen Produktprogramm - vom Steckverbinder über die konfektionierte Leitung und Wanddurchführung bis hin zur Geräte­einbaubuchse - steht dem Planer, Konstrukteur und Anwender ein Baukasten zur Verfügung, mit dem er seine Anlage einfach auslegen und verkabeln kann.
Neben diesen Komponenten einer passiven Verkabelung kann der Anwender auch auf aktive Komponenten zurückgreifen, wie etwa auf Industrial-Ethernet-Switches. Damit ist auch eine POE-Übertragung möglich. Der Anwender kann aus der Hand eines Lieferanten eine Systemlösung beziehen, bei der alle passiven und aktiven Komponenten aufeinander abgestimmt sind. Beim Engineering kann er auf ein breites Spektrum an Dienstleistungen zurückgreifen, um das Design-In von Steckverbindern und anderen Komponenten zu vereinfachen. Hier bietet Phoenix Contact umfassendes Material wie 3D-Daten oder Makros an, das aus dem Internet herunter geladen und in eine Engineering-Software wie Eplan implementiert wird.

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