[쉽고 간단한 안내서] Beckhoff의 광통신 모듈
Beckhoff사의 광통신 모듈은 대표적으로 EK1501, EK1521, EK1501-0010, EK1521-0010, EK1541, EK1561 입니다. 또한 컨버터 모듈인 CU1521, CU1521-0010, CU1561을 사용해 EtherCAT 통신과 광통신을 변환할 수 있습니다. 광통신은 한 개의 케이블로 Port와 Port 사이의 거리가 최대 20km까지 연결이 가능합니다. 광통신은 풍력 발전기처럼 긴 간격에 데이터를 전달할 때 유용합니다. 이번 안내서에서는 광통신 모듈을 전체적으로 살펴보실 수 있습니다.
광통신의 시작은 1960년 Maiman이
개발한 루비레이저에 의해 이루어졌습니다. 그러나 실용화는 1970년
미국 코닝글래스사에 의해 전송 손실이 20dB/km인 광섬유의 개발을 통해 본격적으로 이루어졌습니다. 이런 광통신 시스템의 대표적인 예는 전송매체로서의 광섬유 전송로가 있습니다.
즉, 물리적 전송 회선으로 빛을 사용하는 광섬유를 통해 전기신호를 광(光)신호로 바꾸어 정보를 전달하는 원리를 가지는 통신 시스템입니다. 광통신은 구리선보다 훨씬 양호한 상태의 정보내용을 수만배까지 동시에 처리할 수 있어 통신망 확대에 결정적인
변화를 초래하였습니다. 기존 구리선로를 근간으로 하는 전기 통신과 비교하여 광통신의 이점은 다음과 같습니다.
1.
전자기 장애(ENI)가 전혀 발생하지 않으며
기후의 영향을 받지 않습니다.
2.
기존의 동축케이블보다 중계기 없이 장거리 통신이 가능합니다.
3.
기존의 전송로보다 전송용량이 매우 큽니다.
4.
외부에서 도청이 불가능하므로 보안성이 우수합니다.
5.
기존의 선로보다 무게가 가볍고 부피가 적습니다.
6.
경제적인 통신 시스템 구축에 유리합니다.
이러한 이점으로 광통신을 많이 사용하고 있습니다.
제품 소개
Beckhoff에서 제공하는 광통신은 크게 Multi-Mode Fiber Optic, Single-Mode Fiber Optic, Plastic Optical
Fiber가 있습니다. 각각 다른 통신 거리와 연결 방식을 가지고 있습니다.
Multi-Mode Fiber Optic
Multi-Mode Fiber Optic는 SC duplex 소켓을 사용하며 Port와 Port 사이의 거리를 최대 2Km까지 연결이 가능 합니다. 대표적인 커플러 모듈인 EK1501과 EK1521가 있습니다. EK1501은 Ethernet 100Base-Fx의 신호에서 E-Bus 신호로 변환하는
커플러입니다. 광통신을 사용하는 정션 모듈인 EK1521은
EK1100과 같은 커플러와 같이 사용해 노드 간 최대 2km의
거리를 연결할 수 있습니다.
Single-Mode Fiber Optic은 SC duplex 소켓을 사용하며 Port와 Port 사이의 거리를 최대 20Km까지 연결이 가능합니다. 대표적인 커플러 모듈인 EK1501-0010과 EK1521-0010가 있습니다. EK1501-0010은 Ethernet 100Base-Fx의 신호에서 E-Bus 신호로 변환하는
커플러입니다. 광통신을 사용하는 정션 모듈인 EK1521-0010은
EK1100과 같은 커플러와 같이 사용해 노드 간 최대 20km의
거리를 연결할 수 있습니다.
Plastic Optical Fiber (POF)
Plastic Optical Fiber은 ZS1090-0008 POF plug 소켓으로 연결하여 통신하며 Port와
Port 사이의 거리를 최대 50m까지 연결을 가능하게 합니다. 플라스틱 광섬유로 만들어져 유리 광섬유보다 저가격으로 용이하게 얻을 수 있고 벤딩 특성도 뛰어나 근거리 광통신망
설치에서는 필수적입니다. 대표적인 커플러 모듈인 EK1541과
EK1561가 있습니다. EK1541은 Ethernet 100Base-Fx의 신호에서 E-Bus 신호로 변환하는
커플러입니다. 광통신을 사용하는 정션 모듈인 EK1561은
EK1100과 같은 커플러와 같이 사용해 노드 간 최대 50m의
거리를 연결할 수 있습니다.
Media Converter
노드간 통신을 연장시키는 모듈로 EtherCAT 통신과 광통신을 연결할 수
있는 컨버터 역할을 하며, 양방향 통신이 가능합니다. 모듈은 CU1521, CU1521-0010, CU1521들이 있습니다.
Media Converter 구성
EtherCAT → Optical fiber 또는 Optical fiber → EtherCAT 와 같이 컨버팅이 가능하여 아래와 같은 구성을 할 수 있습니다.
구성
EK1501을 이용한 I/O 구성
EK1501은 EK1100과 같이 커플러 모듈입니다. EtherCAT terminal을 연결하여 통신 및 신호를 읽을 수 있습니다.
EK1100을 이용한 EK1521 구성
EK1521은 EtherCAT terminal 중간에 위치하여 광통신 모듈과
연결이 가능합니다.
EK1521 to EK1501 광통신 모듈구성
마치며
Beckhoff의 광통신 통신 모듈을 알아보았습니다. 노드 간 최대 20Km 통신이 가능하여 장거리에 통신에 사용됩니다. 빛을 통해 데이터를
전달하기 때문에 데이터 전달 속도가 빠르고 노이즈에 강하다는 장점이 있지만, 광섬유 케이블은 꺾임에
취약하기 때문에 설치 시 주의가 필요합니다.
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참고자료
EK110x-00xx,
EK15xx | EtherCAT Bus Coupler [링크]
EK112x,
EK15xx | EtherCAT Abzweige [링크]
CU15x1
| EtherCAT media converter (RJ45, LWL, POF) [링크]
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