FB2M5KVR OptoLock POF Transceiver 10/100/250Mbps

Die OptoLock-Schnittstelle verwendet ein patentiertes Design ohne Stecker, mit dem Sie eine blanke Kunststoff-Lichtwellen­leiterfaser direkt in den Port des Transceivers einführen können. Ein separater Steck­verbinder oder Spezialwerkzeug ist nicht erforderlich – Sie schneiden das POF-Kabel einfach auf die passende Länge zu (sogar mit einem einfachen Schneidwerkzeug) und stecken es in die OptoLock-Duplex-Buchse. Der interne Verriegelungsmechanismus fixiert die Faser sofort, vereinfacht die Installation erheblich und ermöglicht schnelle Kabelabschlüsse direkt vor Ort.

Dieser Transceiver ist für standard Plastic Optical Fibre (POF) mit einem 1 mm Kern und einem 2,2 mm Außenmantel ausgelegt. An den Faserenden sind keine Steck­verbinder erforderlich – die blanke polierte Faser wird direkt in den OptoLock-Port eingeführt. In der Praxis können Sie jedes Step-Index-POF-Kabel verwenden, das für 650 nm Licht geeignet ist; schneiden Sie das Faserende einfach sauber ab und stecken Sie es ein. Der Verzicht auf herkömmliche Fasersteck­verbinder spart nicht nur Kosten, sondern macht auch den Austausch oder die Neuverlegung von Kabeln vor Ort äußerst einfach.

Der FB2M5KVR unterstützt Datenraten von DC (statische Signale) bis zu 250 Mbps (250 MBd Leitungsgeschwindigkeit). Dies umfasst Standard-Netzwerkgeschwindigkeiten wie 10 Mbps und 100 Mbps Fast Ethernet problemlos – tatsächlich ist er dafür ausgelegt, die 125 MBd-Signalisierung von 100BASE-FX mit reichlich Reserve zu verarbeiten. Das Modul eignet sich auch für andere serielle Hoch­geschwindig­keitsprotokolle bis 250 Mbps, einschließlich industrieller Feldbussysteme (zum Beispiel kann es EtherCAT- oder Sercos III-Daten übertragen, die physikalische Schichten mit 100 Mbps verwenden). Kurz gesagt: Jede Anwendung im Viertel-Gigabit-Bereich liegt innerhalb der Leistungsfähigkeit dieses Transceivers.

Unter typischen Bedingungen können Sie mit standardmäßiger Step-Index-Faser aus Kunststoff bei der vollen Datenrate von 250 Mbps etwa 50 Meter zuverlässige Kommunikation erreichen. Unter ungünstigsten Bedingungen (zum Beispiel sehr hohe Temperaturen, enge Biegeradien der Faser oder alterndes Kabel) beträgt die maximale Entfernung bei voller Geschwindigkeit etwa 30 m. Wenn Sie mit niedrigeren Datenraten arbeiten (z. B. 100 Mbps Fast Ethernet), kann die Reichweite weiter steigen – mit hochwertigem POF bei 100 Mb/s wurden Entfernungen von bis zu etwa 80–100 m nachgewiesen. Insgesamt hängt die genaue Reichweite von den Installationsbedingungen ab, aber für die meisten industriellen Anwendungen sind die angegebenen 50 m bei maximaler Geschwindigkeit mehr als ausreichend.

Das Modul verwendet für seinen Sendereingang und seinen Empfängerausgang differentielle LVDS-Signalisierung. Das bedeutet, dass die Datenleitungen als differentielle Niederspannungspaare ausgeführt sind, die unempfindlich gegenüber Störungen und ideal für Hoch­geschwindig­keitskommunikation sind. Um den FB2M5KVR zu verwenden, sollte Ihr Host-Gerät (z. B. ein FPGA, Mikrocontroller oder Ethernet-PHY-Chip) über eine LVDS-kompatible Schnittstelle für die TX- und RX-Signale verfügen. Wenn Ihr System nur unsymmetrische Signale (TTL/CMOS) bereitstellt, benötigen Sie Treiber-/Empfänger-Chips zur Umwandlung in LVDS. Die LVDS-I/O des OptoLock-Transceivers ist außerdem weitgehend (über AC-Kopplung) mit anderen differentiellen Standards wie LVPECL oder CML kompatibel, sodass sie bei Bedarf mit einer Vielzahl von Kommunikationscontrollern oder SERDES-Transceivern verbunden werden kann.

Der Pin Signal Detect (SD) ist ein Statusausgang, der anzeigt, ob ein gültiges optisches Signal empfangen wird. Wenn die einfallende Lichtintensität über dem Schwellenwert des Empfängers liegt (d. h. es besteht eine aktive Verbindung), wird der SD-Ausgang aktiv (typischerweise logisch HIGH). Wenn das optische Signal verloren geht oder zu schwach ist, fällt der SD-Pin ab (logisch LOW) und zeigt damit an, dass keine Verbindung besteht. Dies ist für die Systemdiagnose sehr nützlich – im Wesentlichen handelt es sich um eine \"Link-Status\"-Anzeige, mit der Ihr Mikrocontroller oder Ihre Netzwerkausrüstung erkennen kann, ob die Faserverbindung aktiv ist oder ob eine Unterbrechung bzw. Trennung vorliegt.

Dieser OptoLock Transceiver wird mit einer einzelnen 3.3 V DC supply betrieben (mit einer Toleranz von etwa 3.0 V bis 3.6 V). Im aktiven Betrieb und bei Hoch­geschwindig­keits-Datenübertragung liegt die Stromaufnahme typischerweise im Bereich von mehreren zehn Milliampere (der genaue Strom hängt von den Datenmustern und der Nutzung ab). Wichtig ist, dass das Gerät über Energiesparmodi verfügt, um den Energieverbrauch während Leerlaufzeiten zu minimieren. Liegt kein Dateneingang an, wechselt der Treiber-IC des Senders in einen Schlafzustand und die LED schaltet sich automatisch aus. Ebenso wechselt der Empfänger-IC bei fehlendem optischem Signal auf der Empfängerseite in einen stromsparenden Standby-Modus und nimmt dabei weniger als 25 µA auf. Diese Funktionen bedeuten, dass das Modul Energie spart, wenn die Verbindung inaktiv ist, was für energieempfindliche Anwendungen von Vorteil ist.

Ja. Der optische Emitter des FB2M5KVR ist gemäß IEC 60825-1 als Class 1 augensicher eingestuft. Das von ihm erzeugte rote Licht mit 650 nm ist sichtbar, was Ihnen hilft zu erkennen, dass die Verbindung aktiv ist, wird jedoch auf einem Leistungsniveau gehalten, das unter normalen Betriebsbedingungen für das menschliche Auge sicher ist. Natürlich ist es wie bei jedem faseroptischen oder LED-basierten System empfehlenswert, nicht aus sehr kurzer Entfernung direkt in die Faser oder Lichtquelle zu blicken. Im allgemeinen Gebrauch ist die abgegebene Lichtmenge jedoch gering genug, um Ihren Augen nicht zu schaden – sie entspricht in etwa derselben Sicherheitsklasse wie das Licht einer TV-Fernbedienung (nur sichtbar). Das sichtbare rote Leuchten ist ein zusätzliches Sicherheitsmerkmal, da Sie bei der Installation oder Fehlersuche sofort erkennen können, ob eine Faser aktiv ist.

Das FB2M5KVR ist ein Through-Hole-Modul, das zur Montage auf einer Leiterplatte über seine Pins vorgesehen ist. Aufgrund seines Kunststoffgehäuses und der internen Optik ist es nicht für standardmäßige SMT-Reflow-Lötprozesse ausgelegt – die hohen Reflow-Temperaturen könnten es beschädigen. Üblicherweise wird dieses Modul im Wellenlötverfahren oder von Hand verlötet. In der Regel wird es mit einer schützenden Staubkappe am Faseranschluss geliefert; diese Kappe sollte bei allen Lötarbeiten oder PCB-Reinigungsvorgängen aufgesetzt bleiben, damit kein Flussmittel oder Schmutz die optische Schnittstelle verunreinigt. Kurz gesagt: Es sollte in das PCB eingesetzt und die Anschlüsse auf konventionelle Weise verlötet werden (beachten Sie dabei die Handhabungsrichtlinien, da das Bauteil eine Moisture Sensitivity Level von 2a aufweist).

Beide Teilenummern beziehen sich auf 10/100/250 Mbps OptoLock Transceiver mit derselben Grundleistung, unterscheiden sich jedoch in ihrer Empfängerdiagnose. Der FB2M5KVR (der hier besprochene) verfügt über einen digitalen Signal Detect-Ausgang, der einfach anzeigt, ob Licht vorhanden ist oder nicht. Im Gegensatz dazu bietet die Variante FB2M5KRR einen RSSI-Ausgang (Received Signal Strength Indicator). Der RSSI-Pin des KRR-Geräts liefert eine variable analoge Spannung proportional zur eingehenden optischen Leistung, sodass Sie die Signalstärke kontinuierlich überwachen können. Dies kann nützlich sein, wenn Sie die Verbindungsreserve beurteilen oder eine allmähliche Signalverschlechterung erkennen müssen. Wenn Sie keine analoge Überwachung benötigen und lediglich eine Link/No-Link-Anzeige brauchen, ist der FB2M5KVR die naheliegende Wahl; wenn Sie optische Leistungspegel messen möchten, wäre der FB2M5KRR die bessere Option.