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Aktuelles über Kabel + Leitungen

Kabel, Leitung, Glasfaser, Klemme, Mantel, Ethernet, Kennzeichnung

prosoft10315Titelstory

Für die industrielle Kommunikation bieten abstrahlende Kabel mancherlei einzigartige Vorteile. Über sie kann auch über lange Distanzen eine zuverlässige Datenübertragung erfolgen. Sie können so verlegt werden, dass die Signale auch in schwer zu erreichenden Umgebungen übertragen werden. Der Beitrag von Prosoft Technology beschreibt, wie abstrahlende Kabel die Belastung der Fabrik mit Funkwellen reduziert, weil die Signale auf den Bereich beschränkt bleiben, in dem sie tatsächlich benötigt werden.


Warum sollte jemand ein Kabel wollen, das sich wie eine Antenne verhält? Immerhin wurde viel in die Forschung und Entwicklung von Kabelabschirmungen investiert, um genau das zu verhindern! Es hat sich aber herausgestellt, dass der Einsatz eines abstrahlenden Antennenkabels in industriellen Kommunikationssystemen unter Umständen große Vorteile bietet. Besonders interessant sind die Kabelantennen in Kommunikationslösungen, in denen die Signale entlang einer Strecke verlaufen, als Ersatz von Schleifkontakten in Anlangen mit beweglichen Teilen oder zur Abstrahlung eines klaren HF-Signals, wenn Hindernisse oder das Fabriklayout eine freie Sichtlinie verhindern und damit die Verwendung einer traditionellen Antenne ausscheidet. Was ist ein abstrahlendes Kabel (Leaky Cable)?

Was genau ist ein abstrahlendes Kabel?

prosoft20315Ein abstrahlendes Kabel ist eine lange, flexible Antenne mit Schlitzen zur Abstrahlung von HF-Signalen. Es kann um Ecken herum, entlang von Einschienen-Bahnsystemen und durch Tunnel geführt werden. Damit eignet es sich auch für drahtlose Anwendungen, in denen der Einsatz traditioneller Antennen schwierig oder unmöglich ist. Da das Antennenkabel im Abstand von nur wenigen Zentimetern vom Signaleingang montiert werden kann, lässt sich leicht verhindern, dass das Signal noch weitere Maschinen in der jeweiligen Fertigung erreicht. Durch die wählbare Kabellänge eignet sich das Antennenkabel für einen Einsatz in den meisten Anwendungen.

Bei einem Koaxialkabel wird der Innenleiter üblicherweise durch einen äußeren metallischen Kabelschirm geschützt. So wird vermieden, dass aus der Umgebung Störstrahlung aufgenommen werden kann. Die Signalstärke innerhalb des Kabels ist gut, Interferenzen mit anderen Funksignalen sind ausgeschlossen. Ohne die Abschirmung wäre das Kabel zugleich eine Antenne, es würde das zu übertragende Signal in die Umgebung abstrahlen und Funkwellen von anderen Geräten empfangen. Diejenigen, die sich noch an das analoge Kabelfernsehen erinnern, kennen das Phänomen der Geisterbilder, die zuweilen auf bestimmten Kanälen zu sehen waren. Neben den Signalen, die vom Kabelbetreiber über das Koaxialkabel gesendet wurden, wurden dabei außerdem die Signalreflektionen desselben Senders empfangen, da das Koaxialkabel diese wie eine Antenne aus der Umgebung aufnahm. In diesem Fall kam es also zu unerwünschten Signalwegen, es handelte sich um einen unbeabsichtigten Nebeneffekt, da das Koaxialkabel wie eine Antenne wirkte.

Die gleichen Signalwege, die beim analogen Kabelfernsehen zu unscharfen Fernsehbildern führten, macht man sich heute gezielt zunutze. Das Kabel wird zu einem abstrahlenden Kabel, auch Schlitz- oder Leckkabel (leaky feeder cable) genannt. Der Unterschied zwischen einem abstrahlenden Kabel und einem schlecht abgeschirmten Fernsehkabel besteht darin, dass die Abschirmung des abstrahlenden Kabels mit Schlitzen versehen ist, die nur die Übertragung von Signalen einer ganz bestimmten Frequenz zulassen. Somit werden die abstrahlenden Kabel genau auf das drahtlose Netzwerk, an das sie angeschlossen sind, abgestimmt. Über die Kabelabschirmung wird immer noch jegliche Störstrahlung unterbunden. Signale der richtigen Frequenz hingegen können abgestrahlt und empfangen werden. Somit erfüllt das abstrahlende Kabel tatsächlich die Funktion einer Antenne.

Präzise Abstrahlung von HF-Signalen in vollen Fabrikhallen

prosoft30315Außerdem ist der Einsatz eines abstrahlenden Kabels oft auch deshalb von Vorteil, weil die Funkwellen sehr präzise ausgerichtet werden können. Drahtlose Kommunikationslösungen werden in den Unternehmen immer weiter ausgebaut. Dies führt dazu, dass in allen Fabrikhallen auf den üblichen Frequenzen unzählige Funkwellen übertragen werden. Für Maschinenhersteller, die auf eine drahtlose Datenübertragung angewiesen sind, ist dies ein ernsthaftes Problem. Mit einem abstrahlenden Kabel können neue Maschinen in die Fabrik integriert werden, ohne dass es zu Störeinflüssen zwischen den unterschiedlichen Funkquellen kommt. Das liegt daran, dass abstrahlende Kabel die Funkwellen in nur eine Richtung senden und nur so viel Leistung brauchen, wie für die Verbindung mit einer anderen Antenne über eine bestimmte Distanz benötigt wird. Während das allgemeine Wifi-Netzwerk der Fabrik also gewissermaßen durch die ganze Fabrikhalle schreit, arbeitet die Ausrüstung der neuen Maschine im Flüstermodus.

Dieser Vorteil fällt vor allem bei Anlagen mit beweglichen Teilen ins Gewicht. Bei diesen Anlagen werden die Daten üblicherweise über Schleifringkontakte vom und zum Rotor übertragen. Die Installation von Schleifringen ist jedoch mit hohen Kosten verbunden, der Wartungsaufwand ist groß. Außerdem sind die Datenübertragungsraten durch Störeinflüsse an den Ringen und Abtastern geringer. Unter Umständen können herkömmliche drahtlose Kommunikationstechnologien eine Lösung sein, aber häufig wird die drahtlose Verbindung durch die Bewegung der Maschine gestört. Deshalb kommen leistungsfähigere Antennen zum Einsatz, wodurch sich die Funkwellenbelastung weiter erhöht. In diesen Fällen können über abstrahlende Kabel klare, konsistente Signale an rotierende Antennen abgegeben werden, ohne in der Nähe befindliche drahtlose Systeme zu beeinträchtigen.

Flexibilität eröffnet viele Kommunikationswege

Abstrahlende Kabel sind zudem wie alle Kabel äußerst flexibel. Damit eröffnen sich vielfältige Kommunikationswege, da drahtlose Signale nun auch an Stellen abgestrahlt werden können, die mit Antennen nicht zu erreichen sind. Eine der ersten Anwendungen für Funkkabel war ein Notfallkommunikationssystem für die Einsatzkräfte in Autobahn- und Eisenbahntunneln. In industriellen Umgebungen gibt es viele schwer zu erreichende Stellen. Neben echten Tunneln kann die Funkverbindung auch durch Funklöcher infolge von Hindernissen beeinträchtigt werden. Ein Beispiel dafür ist ein Logistikzentrum, in dem die Metallregale und Waren in den Regalen die Ausbreitung der Funkwellen behindern und Signale traditioneller Antennen reflektieren. Abstrahlende Kabel hingegen können entlang der Gänge zwischen den Regalen verlegt werden, um an genau den richtigen Stellen ein starkes Signal zu erzeugen.
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