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45 km
Original_D_INTERFACE_PSI_MOS_10_Seiten.fm Seite 1 Montag, 3. Dezember 2007 10:59 10
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Protection antisurtension
TRABTECH
Convertisseur de signaux,
appareillages, alimentations
INTERFACE
Composants et systèmes
AUTOMATION
La transmission de données par fibres op-
tiques en milieu industriel a gagné une im-
portance accrue au cours des dernières
années. Toutefois, elle est d'emploi stan-
dard dans les applications particulièrement
critiques devant satisfaire à des exigences
de disponibilité très élevées. La raison en
est les nombreux avantages qu'offre la
transmission de données par fibres opti-
ques par rapport aux techniques ordinai-
res à base de cuivre.
Le système de transmission FO modulaire
PSI-MOS permet tout d'abord à l'utilisa-
teur de bénéficier des avantages de la
transmission de données FO avec un sys-
tème courant pour toute interface de
communication et système bus. Elle per-
met de réduire les restrictions liées aux
techniques de communication à base de
cuivre, en ce qui concerne la portée de
transmission, le nombre de abonnés par
segment et, avant tout, l'immunité électro-
magnétique.
Ceci permet d'assurer, dans les applica-
tions industrielles, un gain sensible en ter-
mes d'immunité et de performance de
l'infrastructure de communication, sans
pour autant devoir effectuer de coûteux
investissements en matière de protection
antisurtension, de blindage et de compen-
sation de potentiel.
Système modulaire FO PSI-MOS
Convertisseur FO pour interfaces de
données série et systèmes de bus
Les principaux avantages sont :
• immunité maximale, même en
cas d'exposition aux perturbations
électromagnétiques extrêmes,
• excellente isolation de potentiel
entre les abonnés,
• portée de transmission maximale
de plusieurs dizaines de kilo-
mètres tout en assurant des débits
de données élevés,
• nombre maximal de abonnés non
limité par les propriétés électri-
ques de l'interface de communica-
tion employée.
Avantages d'utilisation de la technique des
conducteurs FO
Le recours à la transmission des données par fibre optique
s'impose lorsque la communication sur câble en cuivre
atteint ses limites physiques. En rapport à l'immunité aux
interférences, la portée ou la vitesse de transmission, la
transmission des données optique est largement
supérieure à la transmission électrique.
Les liaisons fibre optique sont caractérisées par les pro-
priétés suivantes :
• une immunité absolue, même en cas d'exposition aux
perturbations électromagnétiques extrêmes
• excellente isolation de potentiel entre les unités de
transmission
• distances de transmission de plusieurs dizaines de kilomè-
tres et, en même temps
• des débits de données élevés.
Grâce à ces avantages, la fibre optique est devenue un stan-
dard incontournable dans les installations industrielles mo-
dernes. Non seulement elle remplace, à l'extérieur, les câ-
bles de données capables de supporter les courants induits
par la foudre, mais elle économise aussi un grand nombre
de parafoudres. Cette technologie, qui est maintenant éco-
nomique et facile à mettre en œuvre, assure un gain sensi-
ble en termes d'immunité et de performance des installa-
tions.
Principe de fonctionnement de la transmission
optique des données
Pour pouvoir transmettre des données via des conduc-
teurs à fibre optique, le signal électrique doit être converti
en signal optique (convertisseur E/O). Au niveau du récep-
teur, la puissance optique couplée en fibre par l'émetteur
est reconvertie en signal électrique (convertisseur O/E).
Les unités émission et réception étant séparées, on peut
fonctionner en duplex intégral avec deux conducteurs à fi-
bre optique (câble duplex).
Lorsqu'on transmet un signal par fibre optique, comme
cela est le cas aussi pour une transmission de radio ou de
télévision, le support de l'information est un rayonnement
électromagnétique. Mais alors que, pour les transmissions
radio, on travaille avec des données en fréquences, on est
convenu, pour les transmissions par fibre optique, d'indi-
quer le rayonnement en longueurs d'ondes. La plage utili-
sée pour la transmission optique des données est comprise
entre 660 nm et 1550 nm.
L'œil humain ne perçoit qu'une infime fraction de l'immen-
se spectre électromagnétique. Cette partie visible s'étend
de la longueur d'onde 420 nm, que l'œil perçoit en violet,
jusqu'au rouge foncé de longueur d'onde 720 nm.
influencées par l'utilisateur. On compte parmi les erreurs
externes :
• des extrémités de fibre mal polies ainsi que les tolérances
du fabricant du connecteur mâle utilisé,
• des réflexions aux extrémités de la fibre et l'insuffisance,
• due à une courbure excessive du câble, de l'angle limite re-
quis pour permettre le passage de la lumière sont d'autres
défauts du même type
• encrassement des composants optiques d'émission et de
réception
Il est possible d'éviter ces erreurs en réalisant une pose des
câbles avec le plus grand soin ainsi que dans le choix et
l'installation des équipements terminaux.
Aperçu des différentes technologies FO
Différentes technologies FO se sont différenciées dans la
transmission optique des données avec un degré d'accep-
tation différent. Selon les performances requises, des solu-
tions faciles à utiliser sur le plan technique et économiques
sont apparues.
Pour les distances jusqu'à 100 m, on utilise les câbles éco-
nomiques en polymère, avec les équipements terminaux
correspondants. Avec les connecteurs rapides F-SMA vous
pouvez confectionner très facilement le câble vous-même.
Les équipements terminaux transmettent la lumière avec
une longueur d'onde de 660 nm. Les composants optiques
basés sur cette longueur d'onde peuvent être produits de
façon économique ce qui permet de proposer des équipe-
ments terminaux à prix intéressants. Débuter avec la tech-
nique FO devient intéressant en rapport avec les fibres po-
lymères bon marché et le mode de raccordement convivial.
Pour les distances jusqu'à 800 m, on utilise les mêmes
équipements terminaux 660 nm, mais cette fois-ci avec des
câbles HCS/PCF. Ce câble également peut être confection-
né par l'utilisateur au moyen de connecteurs rapides. Seul
un outil spécial de dénudage et de coupe des fibres opti-
ques est nécessaire.
Au cas où des distances doivent être réalisées jusqu'à
2800 m avec un câble HCS/PCF et en technique de raccor-
dement autodénudant, les équipements terminaux doivent
utiliser des composants optiques en technique 850 nm. Les
équipements terminaux utilisant cette technique peuvent
couvrir simultanément des distances jusqu'à 4800 m en uti-
lisant des fibres de verre multimode.
Ces distances sont très souvent insuffisantes pour de nom-
breuses applications telles que la construction de tunnels
ou la technique de transport. On utilise ici des équipe-
ments terminaux avec des interfaces optiques conçues
pour des performances extrêmes en technique de
1300 nm. Ces appareils atteignent des distances jusqu'à
25 km avec des fibres de verre multimode et jusqu'à 45 km
avec des fibres de verre singlemode (souvent appelé égale-
ment fibre de verre monomode).
En général, lors de l'utilisation de fibres de verre, l'avantage
de la technique de raccordement autodénudant simple et
économique est perdu. C'est la raison pour laquelle les câ-
bles fibre de verre sont commandés soit avec des connec-
teurs mâles déjà confectionnés, soit un prestataire local est
mandaté pour la confection des connecteurs mâles sur pla-
ce.
Le choix de la technique de conducteur FO qui convient
est fait généralement sur la base de la distance de transmis-
sion nécessaire. Parfois, les fibres FO choisies ou déjà ins-
tallées prévoit la technique FO devant être utilisée. Le ta-
bleau ci-après vous donne un aperçu des distances
possibles en rapport avec les fibres ainsi que les convertis-
seurs fibre optique adaptés. Les données de performances
valables pour les convertisseurs de fibre optique individuels
peuvent différer des données indiquées dans le tableau et
sont donc à consulter dans les données techniques des ap-
pareils choisis.
Diagnostic de
liaison inclus
Modulaire,
Hot-Swapable
5. Pour des distances de transmission
maximales
Le système PSI-MOS dispose d'émetteurs-
récepteurs à fibre optique haute puissance
lui permettant d'atteindre des portées jus-
qu'ici réservées à la fibre de verre. Les techniques de
raccordement autodénudant les plus simples permettent
dorénavant d'atteindre 100 m avec des fibres polymère,
800 m avec des fibres HCS à 660 nm voire 2 800 m avec
des fibres à 850 nm. Si cela ne suffit toujours pas, il faut
alors se servir d'une fibre de verre multimode d'une portée
de 4 800 m ou d'une fibre monomode avec des portées
jusqu'à 45 km. PSI-MOS peut être modulé pour toutes les
applications, et met à disposition de tout type de fibre un
module faisant montre du meilleur rapport avantages/prix.
4. Pour toutes les topologies de réseau
Les convertisseurs FO PSI-MOS et les répé-
titeurs PSI-REP permettent des concepts
d'installation entièrement individuels. Les
réseaux permettent la conception de struc-
tures purement linéaires ainsi qu'en étoile, arborescentes
ou mixtes. Si le système de communication employé le per-
met, on peut réaliser des structures en anneau redondant.
Les répétiteurs PSI-REP peuvent alors être combinés au
convertisseur FO PSI-MOS sous forme de stations univer-
selles. L'utilisateur peut ainsi toujours adapter sa structure
réseau de façon optimale et flexible par rapport à son ap-
plication.
Grâce au suréchantillonnage (oversampling) les modules dé-
tectent les bits de données défectueux et empêchent que les
défauts soient transmis aux segments suivants et la resyn-
chronisation des bits intégrée permet la réalisation de pres-
que toute structure de réseau en cascade.
3. Redondance intégrée
Grâce au PSI-MOS tous les systèmes de
communication industriels peuvent pour la
première fois faire l'objet d'une redondance.
Il existe différentes options pour l'améliora-
tion de la disponibilité de l'installation en fonction du
système de communication. Ces options s'étendent des
liaisons point-à-point redondantes, en étoile ou arbores-
centes aux anneaux de fibre optique redondants. La redon-
dance concerne en plus des lignes FO, l'alimentation en
tension et selon le cas les convertisseurs eux-mêmes. Un
contact de commutation intégré dans les modules offre
des informations relatives aux pertes de redondance ayant
lieu.
2. Diagnostic optique intégré avec
alarme proactive
Tous les modules du système de transmis-
sion FO PSI-MOS sont équipés d'un dispo-
sitif de diagnostic à fibre optique sous forme
d'affichage avec diagramme en barre. Ces derniers offrent
déjà des informations détaillées quant à la qualité du signal
sur la ligne FO dès la mise en service. Cela permet d'éviter
des mesures coûteuses des lignes FO, et d'offrir à l'utilisa-
teur des informations relatives à sa connexion FO en tou-
tes circonstances, y compris pendant le fonctionnement.
En cas de diminution de la qualité de la transmission opti-
que pendant le fonctionnement, une alarme préventive est
transmise par l'intermédiaire du contact de commutation
intégré lorsque la limite de sensibilité est atteinte, et ce
avant même l'apparition d'une panne de l'installation.
1. Montage de station modulaire
Des distributeurs linéaires et en étoile peu-
vent être montés selon les technologies de
raccordement avec fibres et le nombre de
voies souhaitées et élargis d'un répétiteur
PSI-REP. Le câblage transversal pour signaux de données et
tension d'alimentation s'effectue de façon automatique sur
le bus de la paroi arrière par encliquetage sur les profilés
EN. Grâce aux connecteurs-bus sur profilé, il est possible
de retirer des modules individuels d'un couplage en étoile
sans interférer avec d'autres modules, et ce, même lors du
fonctionnement. L'alimentation du système disponible en
option s'intègre tout aussi parfaitement dans le système.
Fréquence Longueur d'onde
Rayonnement
cosmique
Rayons a
Rayons X
Domaine
d'application
rayonne-
ment optique
Ondes courtes
Ondes
ultracourtes
Ondes moyennes
Grandes ondes
Très grandes ondes
Domaine d'application : télécommunications Plage exploitée
par l'industrie
FO
polymère
FO
verre
Spectre des rayonnements électromagnétiques
Distances jusqu’à : 100 m 800 m 2800 m 4800 m 25 km 45 km
Type de fibre Fibre polymère Fibre HCS/PCF Fibre HCS/PCF Fibre de verre
multimode
Fibre de verre
multimode
Fibre de verre
monomode
Symbole de fibre 980/1000 200/230 200/230 50/125 ou 62,5/125 50/125 ou 62,5/125 9/125
Longueur d'onde 660 nm 660 nm 850 nm 850 nm 1300 nm 1300 nm
Type de module PSI-MOS…660… PSI-MOS…660… PSI-MOS…850… PSI-MOS…850… PSI-MOS…1300… PSI-MOS…1300…
Caractéristiques de puissance des convertisseurs PSI-MOS Principes de base des interfaces de données séries
Lorsqu'on fabrique des conducteurs optiques, il est impos-
sible d'éliminer totalement les irrégularités à l'intérieur du
matériau (inhomogénéités microscopiques). Lors de la
propagation de la lumière, ces irrégularités sont la causes
de diffusions (par ex. diffusion de Rayleigh), qui affaiblissent
le signal optique. La valeur de cet effet est précisée sous
« affaiblissement » dans la documentation de la fibre opti-
que.
L'atténuation totale d'une liaison FO est obtenue à partir
des propriétés de câble données (erreur interne) ainsi
qu'en raison d'erreurs externes.
Les erreurs internes pour lesquelles le rayonnement est
absorbé par des impuretés contenues dans le matériau de
la fibre ou par des microfissures, ne peuvent pas être
6. Optimisé pour une utilisation
universelle en milieu industriel
• PSI-MOS peut être utilisé avec PROFIBUS,
INTERBUS, DeviceNet, CAN, MODBUS,
RS-422, RS-232 et plus de 70 systèmes bus
RS-485 spécifiques aux entreprises
• fonctions de diagnostic complètes
• montage de station modulaire
• montage sur profilé EN
• alimentation 24 V adaptée aux armoires électriques avec
grande étendue de tolérance
• technique de raccordement autodénudant FO simple pour
B-FOC (ST®) et standard F-SMA
• autres plages de température de -20 °C à +60 °C
• utilisation dans des atmosphères explosibles.
FR_INT_PSI_MOS.fm Seite 1 Dienstag, 12. Februar 2008 3:36 15
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