siemens redes industriales
DESCRIPTION
Siemens Redes IndustrialesTRANSCRIPT
Contents
General Information1
Networks with IndustrialEthernet and Fast Ethernet 2
Configuring Networks 3
Passive Components forElectrical Networks 4
Passive Components forOptical Networks
5
Active Components andTopologies
6
Installation Guidelines7
Dimension Drawings8
Appendix
References A
Support and Training B
OLM/ELM OperatingInstructions C
OSM/ORM OperatingInstructions D
Index, Glossary, Abbre via-tions
Release 1
6GK1970--1BA10--0AA1
SIMATIC NETIndustrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
Manual
SIMATIC
iiSIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
!Danger
indicates that death, severe personal injury or substantial property damage will result if proper precau-tions are not taken.
!Warning
indicates that death, severe personal injury or substantial property damage can result if proper precau-tions are not taken.
!Caution
indicates that minor personal injury or property damage can result if proper precautions are not taken.
Note
draws your attention to particularly important information on the product, handling the product, or to aparticular part of the documentation.
Qualified PersonnelOnly qualified personnel should be allowed to install and work on this equipment Qualified persons aredefined as persons who are authorized to commission, to ground, and to tag circuits, equipment, and sy-stems in accordance with established safety practices and standards.
Correct UsageNote the following:
!Warning
This device and its components may only be used for the applications described in the catalog or thetechnical description, and only in connection with devices or components from other manufacturers whichhave been approved or recommended by Siemens.
This product can only function correctly and safely if it is transported, stored, set up, and installed cor-rectly, and operated and maintained as recommended.
TrademarksSIMATICR, SIMATIC HMIR and SIMATIC NETR are registered trademarks of SIEMENS AG.
Third parties using for their own purposes any other names in this document which refer to trademarksmight infringe upon the rights of the trademark owners.
Safety GuidelinesThis manual contains notices which you should observe to ensure your own personal safety, as well as toprotect the product and connected equipment. These notices are highlighted in the manual by a warningtriangle and are marked as follows according to the level of danger:
We have checked the contents of this manual for agreement with the hard-ware and software described. Since deviations cannot be precluded entirely,we cannot guarantee full agreement. However, the data in this manual arereviewed regularly and any necessary corrections included in subsequenteditions. Suggestions for improvement are welcomed.
Disclaimer of LiabilityCopyright Siemens AG 1999 All rights reserved
The reproduction, transmission or use of this document or its contents is notpermitted without express written authority. Offenders will be liable fordamages. All rights, including rights created by patent grant or registration ofa utility model or design, are reserved.
Siemens AGBereich Automatisierungs-- und AntriebstechnikGeschäftszweigIndustrielle Kommunikation SIMATIC NETPostfach 4848, D-90327 Nürnberg
E Siemens AG 1999Subject to technical change.
Siemens Aktiengesellschaft Order no. 6GK1970--1BA10--0AA1
iiiSIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
1 General Information 1-1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1 Symbols 1-2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2 Local Area Networks in Manufacturing and Process Automation 1-4. . . . . . .1.2.1 The SIMATIC NET Communication Systems 1-6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2 Networks with Industrial Ethernet and Fast Ethernet 2-1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1 Ethernet Standard IEEE 802.3 2-3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2 Industrial Ethernet 2-5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3 Fast Ethernet 2-6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4 Switching 2-8. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.5 Example of an Industrial Ethernet Network 2-11. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3 Configuring Networks 3-1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1 CSMA/CD Networks 3-2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.1.1 Fiber-Optic Links 3-2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.1.2 Industrial Twisted Pair Links 3-4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.1.3 AUI Links 3-4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.1.4 Configuring the Entire Network 3-5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2 Configuring an Industrial Ethernet Network 3-7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.2.1 Values for Delay Equivalents and Variability Values 3-7. . . . . . . . . . . . . . . . . .3.2.2 Bus Structure 3-10. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.2.3 OLM Bus Structure via Optical Fiber 3-10. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.2.4 Bus Structure Containing only ELMs 3-11. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.2.5 Combining OLMs and ELMs in a Bus Configuration 3-12. . . . . . . . . . . . . . . . . .3.2.6 Redundant Ring Structure with OLMs 3-14. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.2.7 Combinations with Star Couplers and other Network Components 3-16. . . . .
3.3 Configuring a 100 Mbps Backbone (Switching) 3-21. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.3.1 Fiber-Optic Links 3-21. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.3.2 OSM Bus Structure 3-22. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.3.3 Redundant Ring Structure with OSMs and ORM 3-23. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4 Passive Components for Electrical Networks 4-1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1 Twisted Pair and Industrial Twisted Pair Cables 4-2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.1.1 Industrial Twisted Pair Standard Cable 4-2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2 Twisted Pair Cables 4-7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.2.1 Twisted Pair Cord 4-7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3 Preassembled Industrial Twisted Pair (ITP) andTwisted Pair (TP) Cables 4-11. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.1 Preassembled Industrial Twisted Pair Cables 4-12. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.3.2 Preassembled Twisted Pair Cables 4-15. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.3.3 Twisted Pair Port Converter 4-18. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4 Industrial Twisted Pair Sub D Connectors 4-20. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5 RJ-45 Connector 4-23. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5 Passive Components for Optical Networks 5-1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1 Optical Transmission Technique 5-2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2 Glass Fiber-Optic Cables 5-3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ivSIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
5.2.1 Fiber-Optic Standard Cable 5-7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5.2.2 INDOOR Fiber-Optic Cable 5-8. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5.2.3 Flexible Fiber-Optic Trailing Cable 5-9. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5.2.4 SIENOPYR Duplex Fiber-Optic Marine Cable 5-11. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5.2.5 Special Cables 5-13. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3 Connectors for Glass Fiber-Optic Cables 5-14. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6 Active Components and Topologies 6-1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1 Electrical and Optical Link Modules (ELM, OLM) 6-2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.1.1 Components of the Product 6-5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.1.2 Installation 6-5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.1.3 Description of the Functions 6-5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.3.1 General Functions 6-5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.3.2 Functions Specific to the ITP Interface 6-7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.3.3 Functions Specific to the Fiber-Optic Interface 6-7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.1.4 Topologies 6-8. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.4.1 Bus Structure 6-9. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.4.2 Redundant Ring Structure with Industrial Ethernet OLMs 6-10. . . . . . . . . . . . .
6.2 Optical Switch Module (OSM) 6-11. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.2.1 Application 6-11. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.2.2 Design 6-12. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.2.3 Functions 6-12. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.2.4 Bus Topologies with the OSM 6-13. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.2.5 Linking Subnets Using the OSM 6-14. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.2.6 Redundant Linking of Subnets Using the OSM 6-16. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.2.7 Components of the OSM 6-17. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.3 Optical Redundancy Manager (ORM) 6-18. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.3.1 Application 6-18. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.3.2 Design 6-18. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.3.3 Functions 6-19. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.3.4 Redundant Ring Structure with OSMs and ORM 6-20. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.3.5 Components of the ORM 6-21. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.4 Star Coupler ASGE 6-22. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.5 MINI OTDE Optical Transceiver 6-24. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.5.1 Components of the Product 6-25. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.5.2 Functions 6-25. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.5.3 Topologies with the MINI OTDE 6-25. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7 Installation Guidelines 7-1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.1 General Instructions on Handling Bus Cables 7-2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2 Electrical Safety 7-3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.3 Mechanical Protection of Bus Cables 7-4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.4 Electromagnetic Compatibility of Bus Cables 7-7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7.4.1 Measures to Counter Interference Voltages 7-7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7.4.2 Special Noise Suppression Measures 7-8. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7.4.3 Installation and Grounding of Inactive Metal Parts 7-9. . . . . . . . . . . . . . . . . . .7.4.4 Using the Shields of Electrical Bus Cables 7-9. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
vSIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
7.4.5 Equipotential Bonding 7-12. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.5 Routing Electrical Bus Cables 7-14. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7.5.1 Cable Categories and Clearances 7-14. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7.5.2 Cabling within Closets 7-17. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7.5.3 Cabling within Buildings 7-17. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7.5.4 Cabling outside Buildings 7-18. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.6 Electromagnetic Compatibility of Fiber-Optic Cables 7-19. . . . . . . . . . . . . . . . .
7.7 Installing LAN Cables 7-20. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7.7.1 Instructions for Installing Electrical and Optical LAN Cables 7-20. . . . . . . . . . .
7.8 Additional Instructions on Installing Fiber-Optic Cables 7-22. . . . . . . . . . . . . . .
7.9 Fitting Industrial Twisted Pair Connectors 7-23. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.10 Connecting Fiber-Optic Cables 7-29. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8 Dimension Drawings 8-1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.1 Optical Link Module (OLM) and Electrical Link Module (ELM) 8-2. . . . . . . . . .
8.2 Optical Switch Module (OSM) 8-3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.3 Optical Redundancy Manager (ORM) 8-5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.4 ASGE Active Star Coupler 8-6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.5 MINI OTDE Optical Transceiver 8-7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.6 Connectors 8-8. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A References A-1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
B SIMATIC NET -- Support and Training B-1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Glossary
Index
Abbreviations
viSIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
1-1SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
General Information
Chapter Overview
1.1 Symbols 1-2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2 Local Area Networks in Manufacturing and Process Automation 1-4. . . . . . .1.2.1 The SIMATIC NET Communication Systems 1-6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
General Information
1-2SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
1.1 Symbols
Industrial Twisted Pair cables
Duplex fiber-optic cables
Industrial Ethernet triaxial cable
727-1 drop cable
Optical transceiver
Transceiver
Terminating resistor for triaxial cable
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
Active star coupler (ASGE) with ECTP3 and ECFL2
Industrial Ethernet ELM (Electrical Link Module)
Industrial Ethernet OLM (Optical Link Module)
Industrial Ethernet OSM (Optical Switch Module)
Industrial Ethernet ORM (Optical Redundancy Manager)ORM
OSM
OLM
ELM
General Information
1-3SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
����������������������������������������������������������������������������������������������������
SIMATIC S7-400
SIMATIC S7-300
Operator panel (OP)
Programming device (PG)
Printer
Personal Computer (PC)
General Information
1-4SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
1.2 Local Area Networks in Manufacturing and Process Automation
Introduction
The performance of control systems is no longer simply determined by theprogrammable logic controllers, but also to a great extent by the environment inwhich they are located. Apart from plant visualization, operator control andmonitoring, this also means a high-performance communication system.
Distribution in Manufacturing and Process Automation
Distributed automation systems are being used increasingly in manufacturing andprocess automation. This means that a complex control task is divided into smaller,clearly delineated subtasks with distributed control systems. As a result, efficientcommunication between the distributed systems is an absolute necessity. Suchdistributed structures have, for example, the following advantages:
S Independent and simultaneous startup of individual sections of a plant orprocess
S Smaller, clearer programs
S Parallel processing by distributed automation systems (programmablecontrollers)This results in the following:- Shorter reaction times- Reduced load on the individual processing units
S Increased plant or process availability
A comprehensive, high-performance communication system is a must for adistributed system structure. The basis of such communication systems are LocalArea Networks (LANs) that can be implemented in one of the following ways:
S Electrically
S Optically
S As an electrical/optical combination
General Information
1-5SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
What Does SIMATIC NET Stand For?
With SIMATIC NET, SIEMENS provides open, heterogeneous communicationsystems for the various levels of process automation in an industrial environment.
The communication systems are based on national and international standardsaccording to the ISO/OSI reference model.
SIMATIC NET includes the following:
S The communication network consisting of the transmission media, mediumattachment and transmission components, and the appropriate transmissiontechniques.
S Protocols and services for data transmission between the devices mentionedabove
S The modules of the programmable logic controller or computer that establish aconnection to the communication network (communications processors “CP”).
General Information
1-6SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
1.2.1 The SIMATIC NET Communication Systems
To handle the wide variety of tasks in automation engineering, SIMATIC NETprovides different communication networks to suit the particular situation.
The topology of rooms, buildings, factories, and complete company complexes andthe prevalent environmental conditions mean different requirements.
The networked automation components also make different demands on thecommunication system. To meet these various requirements, SIMATIC NETprovides the following communication networks complying with national andinternational standards:
S AS-interfaceThe Actuator-Sensor interface (AS-i) for automation at the lowestautomation level for connecting binary actuators and sensors to programmablecontrollers via the AS-i bus cable.
S PROFIBUSA communication network for the cell and field area complying with thePROFIBUS standard EN 50170-1-2 with the hybrid medium access techniquetoken bus and master-slave. This network is operated on a twisted pair orfiber-optic cable.
S Industrial EthernetA communication network for the cell area using baseband technologycomplying with IEEE 802.3 and using the CSMA/CD medium access technique.The network is operated at a transmission rate of 10 Mbps on triaxial cable,glass fiber-optic cable or shielded twisted pair cables.
S Fast Industrial EthernetA communication network with a transmission rate of 100 Mbps.This network is implemented using glass fiber-optic cable or shielded twistedpair cable.
The various SIMATIC NET communication systems can be used alone orcombined with the other systems.
2-1SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Networks with Industrial Ethernet and FastEthernet
Chapter Overview
2.1 Ethernet Standard IEEE 802.3 2-3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2 Industrial Ethernet 2-5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3 Fast Ethernet 2-6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4 Switching 2-8. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.5 Example of an Industrial Ethernet Network 2-11. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
Networks with Industrial Ethernet and Fast Ethernet
2-2SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Communication in an Industrial Environment
The requirements of communication in an industrial environment differ significantlyfrom those of conventional office communication. This affects practically allaspects of communication, such as active and passive network components,attached DTEs, network concepts/topologies, availability, data traffic, andenvironmental conditions, to name but a few.
There are also network protocols optimized specifically for industrialcommunication, although recently TCP/IP, a classic protocol from officecommunication has started to gain ground in manufacturing and process control.
Industrial Ethernet - Designed for Industry
The basic idea behind Industrial Ethernet is to use existing standards (Ethernetnetwork standards IEEE 802.3) and to add necessary and useful detailsspecifically for industrial communication.
This results in products with properties adapted to the requirements of amanufacturing and process environment: Industrial Ethernet - Designed forIndustry.
Networks with Industrial Ethernet and Fast Ethernet
2-3SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
2.1 Ethernet Standard IEEE 802.3
IEEE Standard 802.3
The international “Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE)” specifiedthe first Ethernet standard 10BASE5 in 1985. This standard based on coaxial cableas the transmission medium was the basis for the first Industrial Ethernet. Underthe name SINEC H1, this network enhanced by the introduction of a triaxial cablehas proved itself for many years in process and manufacturing automation.
From the very beginning, both the IEEE standard and the SIMATIC NET range ofproducts have constantly been improved and expanded, further increasing theflexibility and performance of Ethernet networks. These expansions andimprovements include, for example, the introduction of transmission on fiber-opticcables and twisted pair cables and the introduction of Fast Ethernet increasing thetransmission rate by a factor of 10.
The common basis of all these Ethernet versions is baseband signaling and theCSMA/CD medium access protocol.
Baseband Signaling
According to IEEE 802.3, Ethernet uses the baseband signaling technique. Thismeans that data is transmitted unmodulated, in pulse form on the transmissionmedium (for example bus cable). The transmission medium forms a singletransmission channel whose capacity must be shared by the attached DTEs. Allattached DTEs receive the data transmitted on the medium at the same time. Atany one time, only one single DTE is permitted to send data. If more than one DTEsends data at the same time, a collision occurs on the transmission medium. Thedata signals of the DTEs attempting to transmit destroy each other.
Coordinated access to the common transmission medium is obviously necessary.The IEEE 802.3 standard solves this problem using the CSMA/CD protocol.
Networks with Industrial Ethernet and Fast Ethernet
2-4SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Network Access Using the CSMA/CD Protocol
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect) is also known asListen While Talk (LWT).
This is a distributed access technique; in other words, each DTE connected to thenetwork has the same access rights.
If a DTE wants to send data, it first “listens” to the medium to find out whetheranother DTE is already transmitting. If no other DTE is transmitting, it can start itstransmission. If the DTE detects that the transmission medium is being used by adifferent DTE, it must wait until the medium is free again.
All DTEs listen to the data transmitted. Based on the destination addressinformation in the data, a DTE recognizes whether or not it should receive thedata.
If more than one DTE wants to send at the same time and they all detect that themedium is free, they start to transmit. After a brief time, the transmitted data willcollide.
The DTEs have a mechanism that allows them to detect such collisions. All theDTEs involved in the collision then stop transmitting, wait for a random timecalculated differently from each individual DTE, and then attempt to send the dataagain. This is repeated until one DTE succeeds in transmitting without a collision.The others then wait until the transmission medium is free again.
Collision Domain
To make sure that the CSMA/CD access technique functions correctly, the span ofan Ethernet network is limited by the maximum permitted propagation time of adata packet. The distance within which the CSMA/CD protocol functions perfectlyis known as the collision domain. In the classic 10 Mbps Ethernet, the collisiondomain is a span of 4520 m. The configuration rules resulting from theserestrictions can be found in the section “Network Configuration”.
Networks with Industrial Ethernet and Fast Ethernet
2-5SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
2.2 Industrial Ethernet
Industrial Twisted Pair (10BASE-T)
Industrial Twisted Pair is based on the IEEE 802.3i Twisted Pair Standard(10BASE-T). The transmission medium is a two-pair S/STP cable(Screened/Shielded Twisted Pair) with a characteristic impedance of 100 ohms.
Twisted Pair connections are always end-to-end connections between twoelectrically active components. This means that there is always a direct link fromone DTE to a port of a network component. The network component is responsiblefor regenerating received signals and distributing them by outputting the data againto all output ports. In SIMATIC NET Industrial Ethernet networks, this task ishandled by the network components OLM, ELM and OSM. The maximum length ofthe link between a station and network component (known as the link segment)must not exceed 100 m.
In Industrial Twisted Pair networks, the RJ-45 connector described in the standardis replaced by the sub D connector system to provide greater mechanical strengthand reduce susceptibility to electromagnetic noise. The sub D connector systemalso allows direct attachment of the ITP standard cable to network componentsand DTEs.
Fiber Optic (10BASE-FL)
The fiber-optic version of Industrial Ethernet is based on the IEEE 802.3 standard(10BASE-FL). The transmission medium is a multimode fiber-optic cable with glassfibers of the type 62.5/125 !m.
Fiber-optic links are always end-to-end links between two electrically activecomponents. This means that there is always a direct link between a networkcomponent and a port of another network component. A network component isresponsible for regenerating received signals and distributing them by outputtingthe data again to all output ports. In the optical SIMATIC NET Industrial Ethernetnetwork, these tasks are handled by the OLM and star coupler ASGE networkcomponents.
Networks with Industrial Ethernet and Fast Ethernet
2-6SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
2.3 Fast Ethernet
Fast Ethernet has the essential features of the classic Ethernet standard with adata rate increased by a factor of 10 to 100 Mbps. The data format, the CSMA/CDprotocol and the glass fiber-optic cables and category 5 twisted pair cables areidentical in both systems.
SIMATIC NET products support the following Fast Ethernet specifications:
-- 100BASE-TX 2 pairs (category 5 twisted pair cable)
-- 100BASE-FX on 62.5/125 !m fiber-optic cable (2 fibers)
Table 2-1 Ethernet/Fast Ethernet Compared
Ethernet Fast Ethernet
IEEE standard 802.3 802.3u
Data rate 10 Mbps 100 Mbps
Duration of a bit 100 ns 10 ns
Access technique CSMA/CD
Longest packet 1518 bytes
Shortest packet 64 bytes
Address field length 48 bytes
Topology Bus, star, tree Star, tree
SIMATIC NETSupported media
Coax: 10BASE5Twisted pair: 10BASE-TFO: 10BASE-FL
Twisted pair: 100BASE-TXFO: 100BASE-FL
Max. network span 1) 4520 m 412 m
Max. TP cable length 100 m 100 m
Max. FO cable length HDX2) 2000 m 412 m (point-to-point)
Max. FO cable length FDX2) 2000 m 2000 m
1) The maximum network span depends on the signal propagation time. This is reduceddepending on the type and number of active components used.
2) Abbreviations: FO= Fiber Optic, HDX = Half Duplex, FDX = Full Duplex
Networks with Industrial Ethernet and Fast Ethernet
2-7SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
100BASE-TX (Twisted Pair)
The IEEE 802.3u (100BASE-TX) specification defines transmission at atransmission rate of 100 Mbps on a category 5 twisted pair cable with two pairs ofwires. This means that the entire cabling infrastructure of an Industrial Twisted Pairnetwork (category 5 cables) can be used for Fast Ethernet with no restrictions.
In conventional Ethernet, the maximum length of twisted pair cables is 100 m. TheRJ-45 connector known from 10BASE-T and the sub D connector system for STP(shielded twisted pair) cables are specified.
The network span (collision domain) is restricted to 412 m for 100BASE-TX.
100BASE-FX (fiber-optic cable)
The IEEE 802.3u (100BASE-FX) specification defines 100 Mbps transmission ontwo 62.5/125 !m glass fiber-optic cables. The BFOC connectors known from10BASE-FL are used in Industrial Ethernet.
In principle, glass fiber technology is suitable for covering greater distances.However, the CSMA/CD protocol also limits the total networks span (collisiondomain) to 412 m.
The excellent high-speed transmission performance of a glass fiber link can onlybe used to the full in conjunction with the switching technology described in thenext section.
Networks with Industrial Ethernet and Fast Ethernet
2-8SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
2.4 Switching
Switching Increases the Transmission Capacity and Span of a Network
The limited capacity due to baseband transmission and the limited span due to theCSMA/CD protocol (collision domain) often mean that an Ethernet network in alarge plant with a large volume of traffic often reaches its limits (the meltdownpoint). Using switching technology, a network’s limits can be extendedconsiderably.
With the Optical Switch Module (OSM), SIMATIC NET provides a switchingproduct optimized for industrial requirements.
Basics of Switching
Network components operating at the physical layer such as repeaters, starcouplers, OLMs, ELMs, ... pass on received data transparently. This means thatdata received at a port are output again to all output ports regardless of theircontent. From the logical point of view, these components behave like a cable andare included in the calculation of the collision domain as a specific length of cable.
Network components with a switching function forward data from the sender to thereceiver directly based on the source and destination address information.
Address Filtering
By analyzing the data traffic, a switch automatically learns which DTE is obtainablevia which of its ports (teach-in mode). It enters the destination address in anaddress table maintained for each port. Only data intended for DTEs in othersubnets are switched from the input port to the appropriate output port of theswitch; local data traffic remains local. The switch is capable of handling severalsuch data flows at the same time providing they do not have the same port as theirdestination.
Filtering the data traffic based on the source and destination addresses in the data(MAC addresses) means that data will only be transmitted on the path on whichthey will reach the receiver. This means that the capacity of the entire network isused far more efficiently.
Networks with Industrial Ethernet and Fast Ethernet
2-9SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
“Store-and-Forward” Principle
The SIMATIC NET Optical Switch Module (OSM) operates according to the“store-and-forward” principle; in other words, it stores an entire received messagebefore forwarding it to one (or more) output ports.
This technique has several advantages:
S The collision domain ends at the port of the switch greatly simplifying networkconfiguration; in other words, a switch connects collision domains.
S Bad data are not forwarded and do not therefore create load on the network.
S The input and output ports can operate at different transmission rates.
S A far higher data throughput is possible by using Full Duplex transmission.
Separating Collision Domains
By storing received data, the port of a “store-and-forward” switch behaves like anattached DTE. The collision domain of an Ethernet network ends at the port of theswitch. The output port belongs to a different collision domain. By locating switchesstrategically, large networks can be structured in clearly defined, small collisiondomains. This greatly simplifies network communication. Cascading“store-and-forward” switch modules allows network spans of up to 150 km andmore to be achieved. At distances greater than 150 km, the signal propagationtimes must be taken into account.
Filtering Bad Data
A switch operating according to the “store-and-forward” principle receives theentire data and then calculates a checksum. By comparing this with the checksumat the end of the data, it can recognize whether the data was received free oferrors. Bad data are not forwarded and do not therefore take up any networkcapacity.
Changing the Transmission Rates
Since the data are stored on the switch module, each port of a switch can operateat its own individual transmission rate.
On an OSM, the FO ports operate at 100 Mbps and the Industrial Twisted Pairports at 10 Mbps. These settings are fixed on the OSM.
Networks with Industrial Ethernet and Fast Ethernet
2-10SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Full Duplex Transmission
In a conventional Ethernet network, the data exchange between two DTEs must besequential. While one DTE is sending, the other can only receive. If datatransmission is only possible in one direction at any one time, this is known as halfduplex transmission.
By connecting two switches operating according to the “store-and-forward”principle directly, they can send and receive at the same time due to the datamemory available per port. This is then full duplex transmission. The link thenprovides twice the capacity.
Example of an Industrial Ethernet Network
Figure 2-1 shows an example of the combination of different technologies andproduct generations of Industrial Ethernet products in one network. SIMATIC NETguarantees the integration of small communication systems that have existed foryears (for example on the basis of triaxial cable) in a modern large network withswitching technology.
Networks with Industrial Ethernet and Fast Ethernet
2-11SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
2.5 Example of an Industrial Ethernet Network
ORM
ELM
OSM OSM
OSM
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
ELM
OLM OLM
OLM
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
1. ITP standard 9/152. ITP XP standard 9/93. TP cord 9/RJ45
1
1
1
2
2
3
3
3
33
44
45
4. 727-1 drop cable5. Triaxial cable6. Fiber-optic cable (FO)
6
Figure 2-1 Network Structure with Industrial Ethernet Network Components
Networks with Industrial Ethernet and Fast Ethernet
2-12SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
3-1SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Configuring Networks
Chapter Overview
3.1 CSMA/CD Networks 3-2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.1.1 Fiber--Optic Links 3-2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.1.2 Industrial Twisted Pair Links 3-4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.1.3 AUI Links 3-4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.1.4 Configuring the Entire Network 3-5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2 Configuring an Industrial Ethernet Network 3-7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.2.1 Values for Delay Equivalents and Variability Values 3-7. . . . . . . . . . . . . . . . . .3.2.2 Bus Structure 3-10. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.2.3 OLM Bus Structure via Optical Fiber 3-10. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.2.4 Bus Structure Containing only ELMS 3-11. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.2.5 Combining OLMs and ELMs in a Bus Configuration 3-12. . . . . . . . . . . . . . . . . .3.2.6 Redundant Ring Structure with OLMs 3-14. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.2.7 Combinations with Star Couplers and other Network Components 3-16. . . . .
3.3 Configuring a 100 Mbps Backbones (Switching) 3-21. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.3.1 Fiber-Optic Links 3-21. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.3.2 OSM Bus Structure 3-22. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.3.3 Redundant Ring Structure with OSMs and ORM 3-23. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
Configuring Networks
3-2SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
3.1 CSMA/CD Networks
The products that operate according to the CSMA/CD protocol include theOLM/ELM, Mini OTDE, ASGE star coupler and the ITP ports of the OSM.
Using these components, it is possible to create bus, star and ring structures. Therules for the network configuration are explained in this chapter. In this respect, it isadvisable to make a distinction between the length restrictions of individualfiber-optic, twisted pair or AUI links dictated by attenuation characteristics and thelimits of the entire network span (collision domain) as dictated by the Ethernetprinciple.
Note
For detailed information about configuring, installing, and operating components ofthe SIMATIC NET triaxial network, refer to the manual for triaxial networks (Ger-man/English, order number 6GK1 970-1AA20-0AA0)
3.1.1 Fiber-Optic Links
The optical ports of the network components listed above comply with the IEEE802.3j standard: 10BASE-FL. This means that all ports can be linked in anycombination.
The ideal media for these links are multimode glass fibers of the type 50/125!m or62.5/125!m.
The length of the FO link that can be inserted depends on the optical power budgetavailable and the optical power loss at a wavelength of 850 nm.
FO Link Power Budget
A fiber-optic link power budget is available between the transmitter and receiver ona fiber-optic link.
This represents the difference between the optical power coupled into a particularfiber by an optical transmitter and the input power required by an optical receiverfor problem-free signal recognition.
Configuring Networks
3-3SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
FO Link Power Budget in SIMATIC NET Industrial Ethernet
The 10BASE-FL optical ports operate at a wavelength of 850 nm. Since inIndustrial Ethernet, the optical power coupled into a fiber by a transmitter and thepower required by a receiver is standardized, it is possible to specify fixed valuesfor the FO link power budget.
S 50/125 !m fiber: 8 dBm
S 62.5/125 !m fiber: 11 dBm
The FO link power budget is smaller for the 50/125 !m fiber since less light can becoupled into this fiber than into the 62.5/125 !m fiber.
This power budget can be “used up” as power loss through the fiber-optictransmission path.
Optical Power Loss
The optical power loss is the cumulative value of all the losses occurring in thefiber-optic transmission path. These losses can be attributed mainly to thefollowing causes:
S Power loss within the fiber itself at a wavelength of 850 nm (refer to thetechnical specifications of the particular fiber)
S Power loss caused by splices (approximately 0.2 dB per splice)
S Power loss caused by connectors (approximately 0.4 dB per connector)
The values in brackets are approximate values that can be used as a guidelinewhen configuring a network. The actual link loss should always be checked afterthe link has been installed using a power loss measuring device.
If the power loss is equal to or lower than the power budget, the planned fiber-opticlink can be implemented.
The optical power is generally specified in dBm. The dBm unit describes thelogarithmic power ratio to the reference power 1 mW.
Power losses of fibers and splices or connectors are specified in dB.
SIMATIC NET Glass Fiber-Optic Cables
The SIMATIC NET product range for Industrial Ethernet includes various types ofglass fiber-optic cables with 62.5/125 !m fibers (see “Passive Components forOptical Networks”).
When connecting SIMATIC NET Industrial Ethernet network components linkedwith SIMATIC NET glass fiber-optic cables, the maximum length of the link islimited as shown in the table below:
Configuring Networks
3-4SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Table 3-1 Maximum length of a link with fiber type G 62.5/125 !m between two opticalnetwork components complying with 10BASE-FL
FO cable FO power lossAt 850 nm
Available budget Max. length
Standard fiber-optic cable <=3.1 dB/km 11 dB approx.3,500 m
INDOOR fiber-optic cable <=3.5 dB/km 11 dB approx. 3,100 m
Flexible fiber-optic trailing ca-ble
<=3.1 dB/km 11 dB approx. 3,500 m
SIENOPYR duplex FO marinecable
<=3.1 dB/km 11 dB approx. 3,500 m
3.1.2 Industrial Twisted Pair Links
An Industrial Twisted Pair link is limited to a maximum of 100 m. This link caninclude a maximum of 10 m TP cord. The rest of the link must be implementedwith ITP standard cable.
3.1.3 AUI Links
According to the “Ethernet” standard ISO 8802, a maximum length of 50 m ispermitted for AUI links.
Note
When using a CP 1511, the maximum cable length of the AUI link is restricted to40 m!
Configuring Networks
3-5SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
3.1.4 Configuring the Entire Network
The network span of an Industrial Ethernet network is restricted by the limitedsignal propagation time required for the CSMA/CD collision mechanism and by theneed to maintain a minimum gap between two data packets.
Delay Equivalent
The collision mechanism CSMA/CD of a local area network complying with IEEE802.3 requires a limited signal propagation time. This means that the physical spanof a network (collision domain) is also restricted. Due to the signal propagationtime, a maximum of 4520 m is possible between any two DTEs. Each networkcomponent has a delay equivalent which means a reduction in the maximum value.
The delay equivalent describes the signal delay caused by a component in thesignal path. The value of the signal delay is specified in meters instead of seconds.The value in meters corresponds to the distance that a signal could travel in thistime if the signal propagated along a cable instead of through the component. Thetotal of all delay equivalents must be deducted from the overall budget (4520 m).The remainder of the budget is available for cabling of the individual components.In this case, it does not matter whether the cabling is optical fiber, IndustrialTwisted Pair, triaxial cable, drop cable etc.
Variability Value and Path Variability Value
In a local area network complying with IEEE 802.3, two data packets must have acertain minimum gap between them. If the gap is smaller, this is known as aninterframe gap error.
The variability value of a component describes the fluctuations in the propagationtime of a data packet through a network component. If two data packets passthrough several network components one after the other, the gap between thepackets is reduced. The sum of the values of all components is the Path VariabilityValue (PVV). The PVV on the path between two DTEs must not exceed 40 bittimes (BT); in other words, the gap between packets can be reduced by amaximum of 40 bit times. This value includes a safety margin that includes, amongother things, the variability value of the first MAU (Medium Attachment Unit, forexample a twisted pair transceiver integrated in the DTE).
By maintaining this maximum value, a minimum gap between the data packets isguaranteed allowing correct recognition of the data packets. The transceiver that ispossibly connected to the remote, second DTE does not contribute to the reductionin the interframe gap.
Configuring Networks
3-6SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Points to bear in mind when configuring a network:
1. Check your network for critical paths (large distances; passing through largenumbers of network components) between two nodes.
2. Check any critical paths to make sure that the distance spanned is permitted(delay equivalents). The sum of the cable lengths between two nodes + thesum of the delay equivalents of the network components between the twonodes must not exceed 4520 m.
3. Check any critical paths to ensure that the maximum path variability values(PVV) are kept to. The sum of the variability values of the network componentsbetween to stations must not exceed 40 bit times.
4. For correct configuration complying with IEEE 802.3, all the paths must satisfythese conditions.
Note
When using Industrial Ethernet OSMs, the delay equivalent and the path variabilityvalue only need to be checked as far as the port of an OSM, since the collisiondomain starts and ends here.
Configuring Networks
3-7SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
3.2 Configuring an Industrial Ethernet Network
The following components and cables are used in an Industrial Ethernet network:
S Components
-- OLM/ELM
-- Star coupler with interface cards
-- MINI OTDE
S Cables
-- Fiber-optic cable
-- Industrial Twisted Pair
-- Triaxial cable
3.2.1 Values for Delay Equivalents and Variability Values
To check the two requirements above, you require the values of the delayequivalent and the variable value of each individual component. These areillustrated for the most important components in the tables below.
Optical Link Module (OLM)
Port 1 Port 2 Delay Equivalent Variability Value
FO FO 260 m 3 BT
FO ITP 360 m 6 BT
ITP ITP 190 m 3 BT
Electrical Link Module (ELM)
Port 1 Port 2 Delay Equivalent Variability Value
ITP ITP 190 m 3 BT
AUI ITP 190 m 3 BT
Configuring Networks
3-8SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Optical Star Coupler Cards
Interface Card Delay Equivalent Variability Value
ECFL 2 170 m *) **)
ECFL 4 130 m *) **)
Electrical Star Coupler Cards
Interface Card Delay Equivalent Variability Value
ECAUI 165 m *) **)
ECTP 3 55 m *) **)
* The specified delay equivalents of the star coupler cards relate to onlyone port (input or output), in contrast to the calculation for the OLM/ELM.If, for example, there is a change from ECFL2 to ECTP3 at a star coupler,the 170 m of the ECFL2 and the 55 m of the ECTP3 must be added. Thisalso applies when the changeover is between the two ports of the samemodule, in this case the values of the corresponding interface card mustbe doubled.
** The variability values of the star coupler cards depend on the combina-tions of interface cards in the star coupler and are listed in Table 3-2.
Other Components (Transceivers, Fan-Out Units, etc.)
Component Delay Equivalent Variability Value
MINI OTDE 100 m 2 BT
Transceiver 10 m 3 BT
Repeater 140 m 2 BT
SSV 102 (fan-out unit)
Port <-> Port
Port <-> Transceiver
10 m
5 m
3 BT
2 BT
SSV 104 (fan-out unit)
Port <-> Port
Port <-> Transceiver
15 m
8 m
5 BT
4 BT
CP with integrated IndustrialTwisted Pair transceiverfor example CP 443-1, CP343-1, CP 1514, CP 1613
140 m 0 BT
Configuring Networks
3-9SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Table 3-2 Variability Values in Bit Times (BT) for Interface Card Pairs
ECFL2 ECFL4 ECTP3 ECAUI KYDE-S
ECFL2 4 BT 4 BT 5 BT 4 BT 4 BT
ECFL4 - 3 BT 5 BT 3 BT 3 BT
ECTP3 - - 5 BT 5 BT 5 BT
ECAUI - - - 2 BT 2 BT
OLM OLM
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
Node 1 Node 2
11
1. ITP standard cable 9/15
100 m100 m
2000 m
2. Fiber-optic cable (FO)
2
Figure 3-1 Example of a Simple Configuration
Example of a calculation:
The simple example of a point-to-point link between two DTEs via two OLMsillustrates how to check the network configuration.
Table 3-3 Sample Calculation for Figure 3-1
Node 1 --> Node 2 Cable Length Delay Equivalent Variability Value
Node 1 140 m 0 BT
Node 1 - OLM 1 100 m
OLM 1 (ITP/FO) 360 m 6 BT
OLM 1 - OLM 2 2000 m
OLM 2 (FO/ITP) 360 m 6 BT
OLM 2 - node 2 100 m
Node 2 140 m 0 BT
Sum of cable length 2200 m
Sum of delay equivalents 1000 m
Totals 3200 m 12 BT
The sum of the cable lengths plus the sum of the delay equivalents add up to 3200m. The PVV is 12 bit times. This means that the configuration can beimplemented.
Configuring Networks
3-10SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
3.2.2 Bus Structure
The bus structure allows the cascading of OLMs or ELMs in series via fiber-opticcables or Industrial Twisted Pair (ITP). A distance of 0 to 3100 m is possiblebetween two link modules connected by optical fiber. With ITP, a distance of up to100 m is possible. If a module develops a fault or there is a break on the cable, thenetwork breaks down into two subnets. Within these subnets, problem-freeoperation remains possible. The advantage of this topology is that large distancescan be covered providing the configuration rules are adhered to.
3.2.3 OLM Bus Structure via Optical Fiber
Up to 11 OLMs can be cascaded in series with a remaining cable length of 1180 mproviding no further network components exist (refer to the sample calculation).
OLM OLM
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
OLM
����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
OLM
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
1 1
1. ITP standard cable 9/15
Node 1
Node 2
2
2. Fiber-optic cable (FO)
Figure 3-2 Example of an OLM Bus Structure
Sample Calculation (cascading limits)
Number of OLMs Path Variability Value ofNode 1 to Node 2
Total PVV
2 6 BT + 6 BT 12 BT
4 6 BT + 2 * 3 BT + 6 BT 18 BT
8 6 BT + 6 * 3 BT + 6 BT 30 BT
11 6 BT + 9 * 3 BT + 6 BT 39 BT
12 6 BT + 10 * 3 BT + 6 BT 42 BT > 40 BT !!
Configuring Networks
3-11SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Number of OLMs Delay Equivalent fromNode 1 to Node 2
Remaining Cable Length
2 140 m + 2 * 360 m + 140 m 3520 m
4 140 m + 360 m + 2 * 260 m + 360 m + 140m 3000 m
8 140 m + 360 m + 6 * 260 m + 360 m + 140 m 1960 m
11 140 m + 360 m + 9 * 260 m + 360 m + 140 m 1180 m
Notes:
S If a DTE is connected via the integrated TP port, this attachment must beincluded in the length calculation as a delay equivalent of 140 m and a PVV of0.
S Each further network component increases the PVV and reduces the remainingcable length.
3.2.4 Bus Structure Containing only ELMs
Up to 13 ELMs can be cascaded in series using ITP providing no further networkcomponents exist (see sample calculation).
Cascading ELMs via the ITP Ports
ELM ELM ELM ELM1 1
1. ITP standard cable 9/15
Node 1 Node 2
2. ITP XP standard cable 9/9
2 2 2
Figure 3-3 Example of a Bus Structure with ELMs via ITP Ports
Configuring Networks
3-12SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Notes:
S When cascading OLMs and ELMs using Industrial Twisted Pair, make sure thatthe ITP XP standard cable 9/9 with crossed over pairs is used. This is availablein lengths from 2 to 100 meters. For further information and ordering data, referto the chapter “Passive Components for Electrical Networks”.
S Each further network component increases the PVV and reduces the remainingcable length.
Number of ELMs Path Variability Value fromNode 1 to Node 2
Total PVV
2 3 BT + 3 BT 6 BT
4 3 BT + 2 * 3 BT + 3 BT 12 BT
8 3 BT + 6 * 3 BT + 3 BT 24 BT
11 3 BT + 9 * 3 BT + 3 BT 33 BT
12 3 BT + 10 * 3 BT + 3 BT 36 BT
13 3 BT + 11 * 3 BT + 3 BT 39 BT
14 3 BT + 12 * 3 BT + 3 BT 42 BT > 40 BT !!
Number of ELMs Path Variability Value fromNode 1 to Node 2
Remaining Cable Length
2 140 m + 190 m + 190 m + 140 m 3860 m
4 140 m + 190 m + 2 * 190 m + 190 m + 140 m 3480 m
8 140 m + 190 m + 6 * 190 m + 190 m + 140 m 2720 m
11 140 m + 190 m + 9 * 190 m + 190 m + 140 m 2150 m
12 140 m + 190 m + 10 * 190 m + 190 m + 140 m 1960 m
13 140 m + 190 m + 11 * 190 m + 190 m + 140 m 1770 m
3.2.5 Combining OLMs and ELMs in a Bus Configuration
A combined OLM/ELM bus structure is also possible. This allows a connectionbetween an optical network and a triaxial network. The cascading depths that arepossible and the remaining cable lengths depend on the modules being used.
Please note that an interconnection on an OLM from optical fiber to ITP producesa higher delay equivalent and a higher variability value.
Configuring Networks
3-13SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Example:
ELMOLM
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
ELMOLMOLM OLMOLM
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������
Node 1
Node 2
1. ITP standard cable 9/152. TP cord 9/RJ-453. ITP XP standard cable 9/9
1
3 3
2
4. 727-1 drop cable5. Triaxial cable6. Fiber-optic cable (FO)
64
54 4
6
Figure 3-4 Example of a Combined OLM/ELM Bus Structure
Checking the example:
Node 1 --> Node 2 Delay Equivalent Variability Value
Node 1 140 m 0 BT
OLM 1 (ITP/FO) 360 m 6 BT
OLM 2 (FO/FO) 260 m 3 BT
OLM 3 (FO/ITP) 360 m 6 BT
ELM 1 (ITP/AUI) 190 m 3 BT
Transceiver 10 m 3 BT
Transceiver 10 m 3 BT
ELM 2 (AUI/ITP) 190 m 3 BT
OLM 4 (ITP/FO) 360 m 6 BT
OLM 5 (FO/FO) 260 m 3 BT
MINI OTDE 100 m -
Totals 2240 m 36 BT
Remaining values 2280 m 4 BT
The table indicates that the configuration planned in the example is correct andthat a cable length of 2280 m remains for networking the components.
Configuring Networks
3-14SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Notes:
S When cascading OLMs and ELMs using Industrial Twisted Pair, make sure thatthe ITP XP standard cable 9/9 with crossed over pairs is used. This is availablein lengths from 2 to 100 meters. For further information and ordering data, referto the chapter “Passive Components for Electrical Networks”.
S Each further network component increases the PVV and reduces the remainingcable length.
3.2.6 Redundant Ring Structure with OLMs
This network topology is a special form of the bus topology. The first and last OLMare connected together via optical fiber and the ring is therefore closed. Port 5 ofan OLM within this ring structure must be switched to the redundant mode. Theline connected to port 5 then becomes a redundant line that is only used for datatransmission when there is a break in the ring. In contrast to a normal busstructure, a ring provides maximum data reliability since the data exchange can bemaintained even when an OLM drops out or when the cable is broken and only thesections affected directly by the problem are segmented.
Note
All the modules in the redundant ring can only be connected to each other by fiber-optic cables.
Note on OLM Version 1:
To avoid loss of performance in redundant ring structures with OLM version 1 inthe redundant mode, you must take into account the load distribution in thenetwork. Follow the steps below:
S Find out which OLM transfers the highest volume of data via its twisted pairports into the redundant ring.
S Configure the DTEs connected to this OLM so that they take the initiative inestablishing layer 4 connections (active connection establishment).
S Set up a connection from this OLM to port 5 of an adjacent OLM and switch thisadjacent OLM to the redundant mode.
With OLM version 2.0 in the redundant mode, you do not need to take into accountthe load distribution in the network.If version 1 and version 2.0 OLMs are used at the same time in a redundant ringstructure, configuration is easier if you switch the version 2.0 OLM to theredundant mode.
Configuring Networks
3-15SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
A maximum of 11 OLMs can also be cascaded in a redundant ring; in other words,a frame can pass through a maximum of 11 OLMs when being transferred from asending to a receiving DTE.
OLM OLMOLM OLM OLM
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
200 m 400 m 500 m 600 m
1000 m
5 4
Redundant line
Highest busload in network
Redundantmode = ON
1. ITP standard cable 9/15
11
Node 1 Node 2
Shortest section
2. Fiber-optic cable (FO)
2
Figure 3-5 Example of a Redundant Ring Structure with OLMs
The total cable length includes all the cable lengths in the ring and the cables tothe DTEs less the shortest section in the ring (in other words, the worst-casesituation if a section breaks down).
Example:
5 OLMs are connected in a redundant ring. 5 OLMs mean that 3020 m remain forthe cable length. Each DTE with an integrated ITP port is connected via a 100 mITP cable. This means that 2540 m remain for the redundant ring. The sum of thelengths in this example is 200 m + 400 m + 500 m + 600 m + 1000 m = 2700 m,minus the shortest section of 200 m leaves 2500 m. This means that the redundantring structure has been created according to the configuration rules.
Configuring Networks
3-16SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Notes:
S If problems occur implementing a redundant optical ring in practice due to theoptical fiber sections being too long, it is possible to get round the problem. Todo this, each module is physically connected to the next but one module. At thestart and end of a bus connected in this way, the two adjacent modules must beconnected to each other (see Figure 3-6).
S All the modules in a ring must be connected via fiber-optic cables.
OLM OLMOLM
OLM OLM
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
Figure 3-6 Alternative Cabling Technique for a Network Structure with a Redundant Optical
Ring Topology
3.2.7 Combinations with Star Couplers and other NetworkComponents
S Optical interface cards ECFL2, ECFL4
OLMs can be combined with star couplers in an optical network (see Figure3-7). A bus structure or redundant ring structure can be created with the ECFL2or ECFL4. The maximum span of the ring depends, in this situation, on thecombinations.
S Industrial Twisted Pair interface card ECTP3
Using the ECTP3, you can attach OSMs, OLMs, and ELMs to a star coupler viaIndustrial Twisted Pair (see Figure 3-7). If you want to cascade modules, usethe ITP XP standard cable 9/9.
Configuring Networks
3-17SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
S Optical transceiver MINI OTDE
The optical transceiver can be plugged into all DTEs that have an AUI port. Thisallows direct attachment to optical components such as the OLM.Optical connection of MINI OTDE (10 Mbps) and OSM (100 Mbps) is notpossible.
S Transceiver
ELMs can be attached to a triaxial segment via transceivers and a 727-1 dropcable. Please remember that if the transceiver has two ports and is version 4 orearlier, the attachment must be via the left port.
Whatever configuration is used, the configuration guidelines explained in theprevious sections must be adhered to.
Example
The following example once again illustrates how to configure a network whenmixing OSMs, OLMs, ELMs, and star couplers. The individual transmission pathsmust be checked.
The connection between node 1 and node 3 represents a critical path. Node 3 isconnected to OLM 4 in the redundant ring. In redundant ring structures, make surethat the worst-case situation is assumed for the connection during configuration.This means that a connection that is only used redundantly must also be includedalthough this represents a detour in the normal mode.
Configuring Networks
3-18SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
�����������������������������������������������������������������������������
OS
M
OLM
5
ELM
OLM
6
OLM
7
OLM
2
OLM
3
OLM
4
OLM
OLM
ELM
OS
MO
SM
OLM
1
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
AS
GE
400
m25
0m
100
m
80m
400
m
300
m20
0m
100
m
300
m
100
m
45
Red
unda
ntlin
e
Por
t5in
the
redu
ndan
tmod
e
Nod
e1
Nod
e3
2
3
1.IT
Pst
anda
rdca
ble
9/15
2.T
Pco
rd9/
RJ-
453.
ITP
XP
stan
dard
cabl
e9/
9
1
1
1
2
3
3
3
Nod
e4
6 44
5
6
6
4.72
7-1
drop
cabl
e5.
Tria
xial
cabl
e6.
Fib
er-o
ptic
cabl
e(F
O)
Nod
e2
Nod
e5
Figure 3-7 Combination of OLMs and Star Couplers
If redundant OLM rings are connected to a star coupler as shown in the example,this ring must be segmented to a worst-case bus. In the example configuration,this means that the line between the star coupler and OLM 4 is interrupted (thelightning strike shown in Figure 3-7). If node 3 on OLM 4 wants to exchange datawith node 1 on OLM 1, the route from OLM 4 via OLM 5, 6 and 7 to the starcoupler must be calculated.
Configuring Networks
3-19SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Note
If redundant rings are attached to a star coupler structure, when checking the con-figuration, the redundant ring must be segmented to produce a worst-case busstructure. To do this, the shortest connection from the star coupler to one of thetwo adjacent OLMs is interrupted.
Table 3-4 Checking the Example
Node 1--> Node 3
Cable Length(as Example)
Delay Equivalent Variability Value
Node 1 140 m 0 BT
Node 1 - OLM 1 100 m
OLM 1 (ITP/FO) 360 m 6 BT
OLM 1 - OLM 2 400 m
OLM 2 (FO/FO) 260 m 3 BT
OLM 2 - OLM 3 250 m
OLM 3 (FO/ITP) 360 m 6 BT
OLM 3 - ECTP 3 80 m
ASGE (ECTP3/ECFL2) 225 m 5 BT
ECFL 2 - OLM 7 100 m
OLM 7 (FO/FO) 260 m 3 BT
OLM 7 - OLM 6 200 m
OLM 6 (FO/FO) 260 m 3 BT
OLM 6 - OLM 5 300 m
OLM 5 (FO/FO) 260 m 3 BT
OLM 5 - OLM 4 300 m
OLM 4 (FO/ITP) 360 m 6 BT
OLM 4 - Node 3 100 m
Node 3 140 m 0 BT
Sum of the cable lengths 1830 m
Sum of the delay equivalents 2625 m
Totals 4455 m 35 BT
The path between node 1 and node 3 is correctly configured; in other words, all thenodes attached to the redundant ring can exchange data via the star coupler andthe line segment connected to ECTP 3.
The same checks must also be performed for other paths (for example node 1 <->node 4, node 3 <-> node 4). The configuration is only correct when the limit valuesare not exceeded by any of the paths.
Configuring Networks
3-20SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Note
The path of nodes 1, 3, 4 and 5 to node 2 only needs to be checked as far as thefirst OSM. Due to the way in which the OSM works (”store-and-forward swit-ching”), every collision domain ends at the port of an OSM.
Configuring Networks
3-21SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
3.3 Configuring a 100 Mbps Backbone (Switching)
Products
Fast Ethernet with switching technology is used on backbone connections inOSM/ORM networks.
3.3.1 Fiber-Optic Links
The optical ports of the network components listed above comply with the IEEE802.3u standard: 100BASE-FX. The optical ports of the OSM/ORM operate at awavelength of 1300 nm. The ports of the OSM and ORM can be interconnected inany combination.
Multimode glass fibers of the type 50/125!m and 62.5/125!m are suitable for theconnection.
The possible length of the fiber-optic link is decided by the following:
S The power loss of the fiber at 1300 nm
S The bandwidth distance product of the fiber
Requirements of the Fibers
The optical fibers used must meet the following requirements in terms of powerloss and bandwidth distance product:
Table 3-5 Max. Link Length Using Fiber Type G 62.5/125 !m between two opticalnetwork components complying with 100BASE-FX
Fiber Type FO Power Lossat 1300 nm
Bandwidth DistanceProduct
Max. Length
50/125!m <=2.6 dB/km >= 500 MHz * km approx. 3,000 m
62.5/125!m <=1.6 dB/km >= 500 MHz * km approx. 3,000 m
Configuring Networks
3-22SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
SIMATIC NET Glass Fiber-Optic Cables
The SIMATIC NET product range for Industrial Ethernet includes various types ofglass fiber-optic cables with 62.5/125 !m fibers (see “Passive Components forOptical Networks”).
S INDOOR fiber-optic cable
S Fiber-optic standard cable
S Flexible fiber-optic trailing cable
S SIENOPYR duplex FO marine cable
When connecting SIMATIC NET Industrial Ethernet OSMs/ORMs usingSIMATIC NET glass fiber-optic cables, distances of 0 to 3000 m are permittedbetween two adjacent components.
3.3.2 OSM Bus Structure
The Industrial Ethernet OSMs allow the implementation of 100 Mbps backboneswith a bus structure. A distance of 3000 m is permitted between two OSMs whichare cascaded using the FO ports. The cascading depth and the entire span of thenetwork are limited only by the monitoring times of the communication connectionon the DTEs. These times must be set higher than the signal delay on thetransmission path.
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������
OSM OSM OSM OSM�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
1. ITP standard cable 9/152. TP cord 9/RJ45
1 122
3. Fiber-optic cable (FO)
3
Figure 3-8 OSM Bus Structure
Configuring Networks
3-23SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
3.3.3 Redundant Ring Structure with OSMs and ORM
With an Industrial Ethernet ORM (Optical Redundancy Manager), an OSM busstructure can be closed to form a redundant optical ring by connecting the OpticalRedundancy Manager to both ends of the 100 Mbps OSM backbone. At areconfiguration time of 0.3 s, up to 50 OSMs and 1 ORM can be operated in anoptical ring with a total fiber-optic cable length of up to 150 km.
The maximum distance between two OSMs or one OSM and the ORM is 3000 m.
Note
Within the redundant optical ring, only OSMs can be used as active components.
Configuring Networks
3-24SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
4-1SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Passive Components for ElectricalNetworks
Chapter Overview
4.1 Twisted Pair and Industrial Twisted Pair Cables 4-2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.1.1 Industrial Twisted Pair Standard Cable 4-2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2 Twisted Pair Cables 4-7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.2.1 Twisted Pair Cord 4-7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3 Preassembled Industrial Twisted Pair (ITP) andTwisted Pair (TP) Cables 4-11. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.1 Preassembled Industrial Twisted Pair Cables 4-12. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.3.2 Preassembled Twisted Pair Cables 4-15. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.3.3 Twisted Pair Port Converter 4-18. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4 Industrial Twisted Pair Sub D Connectors 4-20. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5 RJ-45 Connector 4-23. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
Passive Components for Electrical Networks
4-2SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
4.1 Twisted Pair and Industrial Twisted Pair Cables
This chapter describes the technical properties of Industrial Twisted Pair andtwisted pair cables. First, the unassembled cable types are described followed bythe available preassembled cables.
Note
Industrial Twisted Pair cables (ITP standard cable) are intended for use insidebuildings.
Twisted Pair cables (TP cord) are intended for use in areas where noise levels arelow such as in an office or a wiring closet.
4.1.1 Industrial Twisted Pair Standard Cable
Structure of the Standard Cable
The standard cable is designed as a 100 " S/STP cable (screened/shieldedtwisted pair) with two pairs of wires. The basic element consists of two twistedwires along with two blind elements, known as a twisted pair.
The wires are solid copper covered by an insulation layer of cellular polyethylenewhich is further covered by a non-cellular foam skin. The color coding of theconductors can be seen in Table 4-1. The cables have an outer sheath of greenPVC.
Table 4-1 Color Coding of the Pairs
Pair 1 2
Conductor a white white
Conductor b blue orange
Passive Components for Electrical Networks
4-3SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Shielding
Each pair of wires is shielded by two plastic laminated aluminum foils with anexternal contact surface. All the pairs making up the cable are surrounded by abraided shield of tin-plated copper wires (coverage approximately 90%).
SIEMENS SIMATIC NET INDUSTRIAL ETHERNET ITP 6XV1 850-0AH10I 0086m
Meter marker(consecutive number)
Surrounding braidedshield (tin-plated copper braid)
Pair shield(plastic laminatedaluminum foil)
Plastic foil
Blind elements(pair 2)
Blind elements(pair 1)
Pair 1 (white/blue)
Pair 2 (white/orange)
Pair shield(plastic laminatedaluminum foil)
Blind element
Pair 1 (white/blue)
Pair 2 (white/orange)Plastic foil
Surrounding braidedshield (tin-plated copper braid)
Outer sheath(green)
Outer sheath(green)
Figure 4-1 Structure of the 2-Pair Industrial Twisted Pair Standard Cable
Labeling
The standard cable is labeled as follows:”SIEMENS SIMATIC NET INDUSTRIAL ETHERNET ITP”.
If the cable is supplied without connectors, the label above is followed by the ordernumber “6XV1850-0AH10”.
There are also markers at one meter intervals. These make it simple to check thelength of the cable.
Passive Components for Electrical Networks
4-4SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Technical Specifications
Table 4-2 Electrical Data of the ITP Standard Cable at 20 oC
Cable categories com-plying with EN 50173
CAT5
DC loop resistance maximum 124 "/km
DC insulation resistance minimum 5 G"#km
Attenuation/100 m at 4 MHz
10 MHz
100 MHz
maximum 3.6 dB
5.7 dB
18.0 dB
Near end crosstalk loss(NEXT)/100m
at 1 -- 300 MHz minimum 80 dB
Characteristic impe-dance
at 1 -- 100 MHz
100 -- 300 MHz
100 "$%&'
100 "()&#*+,'
Transfer impedance at 10 MHz maximum 2 m"/m
Structural return loss at 1 -- 100 MHz
100 -- 300 MHz
minimum 23 dB
15 dB
Longitudinal conversionloss
minimum 43 dB
Capacitance unbalancepair to ground
maximum 3400 pF/km
Dielectric strengthat 50 Hz
- conductor/conductor
- conductor/shield
1 min
1 min
effective value
700 V
700 V
Passive Components for Electrical Networks
4-5SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Table 4-3 Mechanical Data of the ITP Standard Cable
Standard designation J-02YSCY 2x2x0,64/1,5 PIMF F GN
- Conductor 0.64 mm
- Outer (approx.) (9.2x6 $ 0.5) mm
Approximate thickness of the outer sheath 0.8 mm
Bending radius:
Laying under traction
After installation (no traction)
Over the flat side Over the high side
. 48 mm -
. 33 mm . 100 mm
Tensile strength /80 N
Pressure load Maximum permitted load: 5 kN/10 cm
Test complying with IEC 794-1 E3
Temperature range:
Operation
Installation/assembly
Transport/storage
-40 0C to 70 0C
-5 0C to 50 0C
-40 0C to 70 0C
Copper weight 46 kg/km
Net weight 90 kg/km
Free of halogens no
Resistance to fire Flame-retardant complying with DIN VDE 0472,Part 804 test type B and IEC 60332-1
Resistance to oil Resistant to mineral oils and fats complying withVDE 0472 Part 803
Notes on Installation
The maximum total length of a section is 100 m. To obtain the best transmissioncharacteristics, the section should consist of one single section of cable. In specialsituations (for example when passing through two closets), the section can consistof up to three separate sections of cable.
The excellent transmission characteristics of the entire system can be guaranteedonly when SIEMENS Industrial Ethernet network components are used exclusively.
Passive Components for Electrical Networks
4-6SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Versions Available
The 2-pair standard cable is available as a preassembled cable with 9-pin or 15-pinsub D connectors or can be ordered without connectors in meters.
The following preassembled cables use Industrial Twisted Pair standard cable:
S ITP standard cable 9/15
S ITP XP standard cable 9/9
S ITP XP standard cable 15/15
Passive Components for Electrical Networks
4-7SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
4.2 Twisted Pair Cables
4.2.1 Twisted Pair Cord
General
The TP cord (connecting cable) is used for the direct connection of stations toactive network components. It is intended for use in an environment with low levelsof noise, such as in an office or within wiring cubicles. The wiring cubicle itself mustnot contain any sources of electromagnetic noise (contactors, power sections ofdrives or similar).
The maximum length of TP cord per segment is 10 m. Using the patch technique(a segment made up of a TP cord section up to a maximum of 5 m, a maximum 90m section with standard cable and a further TP cord section up to a maximum of 5m) a maximum segment length of 100 m can be achieved.
Structure
The TP Cord is a flexible, shielded cable with 100 " characteristic impedance. Thecable consists of 4 conductors arranged as a star quad.
The conductors consist of a stranded copper wire with an insulation cover ofcellular polypropylene (PP). The outer sheath is PVC.
Passive Components for Electrical Networks
4-8SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Shielding
The star quad is shielded with a plastic laminated, overlapping foil with an externalcontact surface. A braided shield of tin-plated copper wires (coverageapproximately 85%) surrounds the wires.
Star quad
SIEMENS SIMATIC NET INDUSTRIAL ETHERNET ITP 6XV1
Outersheath
Surrounding shield(tin-plated copper braid)
Plastic laminatedaluminum foil
Inner sheathpolypropylene (PP)
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
Outersheath
Surrounding shield(tin-plated copper braid) Aluminum
foil
Wire
Figure 4-2 Design of the TP Cord (Star Quad)
Passive Components for Electrical Networks
4-9SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Technical Specifications
Table 4-4 Electrical Data of the Twisted Pair Cord at 20oC
Cable categories com-plying with EN 50173
CAT5
DC loop resistance maximum 252 "/km
DC insulation resistance minimum 150 M"/km
Attenuation/100 m at 4 MHz
10 MHz
100 MHz
maximum 6.4 dB
9.9 dB
33.0 dB
Near end crosstalk loss(NEXT)/100m
at 4 MHz
10 MHz
100 MHz
minimum 53 dB
47 dB
32 dB
Characteristic impe-dance
at 1 to 100 MHz 100 "$15%
Transfer impedance at 10 MHz maximum 100 m"/m
Structural return loss at 1 to 20 MHz
20 to 100 MHz
minimum 23 dB
23 dB - 10log(f/20)
Longitudinal conversionloss
minimum 43 dB
Capacitance unbalancepair to ground
maximum 3400 pF/km
Dielectric strengthat 50 Hz
-conductor/conductor
- conductor/shield
1 min
1 min
effective value
700 V
700 V
Passive Components for Electrical Networks
4-10SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Table 4-5 Mechanical Data of the Twisted Pair Cord
Standard designation LI9Y2Y(ST)CY 4x1x0,16 GN
- Copper wire 0.51 mm
- Outer approx. 4.7 mm
Thickness of the outer sheath approx. 0.45 mm
Bending radius: 40 mm
Tensile strength: /100 N
Temperature range:
Operation
Installation/assembly
Transport/storage
-40 oC to 70 oC
0 oC to 50 oC
-40 oC to 70 oC
Net weight 34 kg/km
Free of halogens no
Resistance to fire Flame-retardant complying with DIN VDE 0472,Part 804 test type B
Versions
The following preassembled cables use TP cord:
S TP cord 9/15 with a 9-pin and a 15-pin sub D connector
S TP XP cord 9/9 with two 9-pin sub D connectors
S TP cord 9/RJ45 with one 9-pin sub D and one RJ-45 connector
S TP converter 15/RJ45 with one 15-pin sub D female connector and one RJ-45male connector
Passive Components for Electrical Networks
4-11SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
4.3 Preassembled Industrial Twisted Pair (ITP) andTwisted Pair (TP) Cables
Use of Preassembled Cables
Preassembled SIMATIC NET cables are available to connect DTEs and networkcomponents.
The following table lists the available cables and indicates their intended use.
Table 4-6 Preassembled Industrial Twisted Pair (ITP) and Twisted Pair (TP) Cables
Component CP 1613CP 1430
CP 1613
CP other
OLM/ELM
OSM, ECTP3
Hub/Switch
Connector system
Sub D 15 RJ-45 Sub D 9 RJ-45
CP 1613
CP 1430
Sub D 15 IT XPstandardcable 15/15
---- ITP standardcable 9/15 orTP cord 9/15
TP cord15/RJ45
CP 1613
CP other
RJ-45 ---- TP cord9/RJ45
----
OLM/ELM
OSM, ECTP3
Sub D 9 ITP XPstandardcable 9/9 orTP XP cord9/9
----
Hub/Switch RJ45 ----
To convert the RJ-45 interface of a DTE to a 15-pin sub D interface of the ITPcabling system, you can use the TP converter cord 15/RJ45.
Note
Other special cables and special lengths are available on request. You will find acontact address in Appendix B.
Passive Components for Electrical Networks
4-12SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
4.3.1 Preassembled Industrial Twisted Pair Cables
General
Preassembled Industrial Twisted Pair cables use the sturdy 9 or 15-pin sub Dconnectors on an ITP standard cable. These cables have the additional “ITP”marking. These cables require DTEs and network components with IndustrialTwisted Pair ports.
The connection between an active network component and the DTE is establishedwith an Industrial Twisted Pair cable with a 9-pin (network component end) and a15-pin sub D connector at the DTE end.
To connect two active network components, an Industrial Twisted Pair cable withtwo 9-pin sub D connectors is used. The two wire pairs are crossed over. Crossedwires have the additional “XP” marking (crossed pairs).
To connect two DTEs to each other, an Industrial Twisted Pair cable with two15-pin sub D connectors is used. The wire pairs are again crossed over and thiscable also has the additional “XP” marking.
Passive Components for Electrical Networks
4-13SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Product Range
The following preassembled Industrial Twisted Pair cables are available:
Table 4-7 Industrial Twisted Pair Cable Products
CableName
Use SuppliableLengths
Order number
ITP standard cable 9/15 To connect a DTE (15-pin subD connector) to an IndustrialEthernet network component(9-pin sub D connector) in anenvironment subject to noise.
2 m, 5 m, 8 m,12 m, 15 m,20 m, 30 m,40 m, 50 m,60 m, 70 m,80 m, 90 m,100 m
6XV1850-0Bxxx¡
ITP XP standard cable 9/9 To connect two IndustrialEthernet network compo-nents in an environment sub-ject to noise
2 m, 5 m, 8 m,12 m, 15 m,20 m, 30 m,40 m, 50 m,60 m, 70 m,80 m, 90 m,100 m
6XV1850-0Cxxx¡
ITP XP standard cable 15/15 To connect two IndustrialEthernet CPs (communica-tions processors) in an envi-ronment subject to noise
2 m, 6 m, 10 m 6XV1850-0Dxxx¡
¡ For a complete list of the order numbers, refer to the catalog IK10
Passive Components for Electrical Networks
4-14SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Pinout
convertingAUI/ITP port
1
6
5
9
3
10
5
12
6
7
RD+
RD-
TD+
TD-
TD+
TD-
RD+
RD-
Function
Network component
Casing, Shield Pin Function
DTE
9-pin sub D male
Coding jumper for
15-pin sub D male
Pin
blue
white
orange
white
a) Pinout of the ITP standard cable 9/15
b) Pinout of the ITP XP standard cable 9/9
1
6
5
9
1
6
5
9
RD+
RD-
TD+
TD-
RD+
RD-
TD+
TD-
Function Casing, ShieldPin
Function
9-pin sub D male9-pin sub D male
Pinblue
white
orange
white
Network component Network component
convertingAUI/ITP port
3
10
5
12
3
10
5
12
6
7
TD+
TD-
RD+
RD-
TD+
TD-
RD+
RD-
Function(DTE)
Casing, Shield
PinFunction(DTE)
Coding jumper for
Pinblue
white
orange
white
converting AUI/ITPport
Coding jumper for 6
7
c) Pinout of the ITP XP standard cable 15/15
15-pin sub D male15-pin sub D male
DTE DTE
Figure 4-3 Pinout of the Industrial Twisted Pair Standard Cables
Passive Components for Electrical Networks
4-15SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
4.3.2 Preassembled Twisted Pair Cables
General
In environments in which low noise levels can be expected and for transmissionlines up to 10 m, twisted pair cables can be used. These use the TP cord that ismuch thinner and more flexible than the Industrial Twisted Pair cables due to thereduced shielding. Both the standard RJ-45 connectors and sub D connectors areused to connect Industrial Twisted Pair components.
Product Range
The following preassembled Twisted Pair cables are available:
Table 4-8 Twisted Pair Cable Products
CableName
Use SuppliableLengths
Order number
TP cord 9/15 To connect a DTE with a 15-pin ITPport to a network component with a9-pin ITP port in an environment sub-ject to low noise levels.
1 m to 10 m(by the meter)
6XV1850-2Bxxx 1)
TP XP cord 9/9 To connect two Industrial Ethernetnetwork components with 9-pin ITPports directly in an environment sub-ject to low noise levels
1 m 6XV1850-2CH10
TP cord 9/RJ45 To connect a DTE with an RJ-45 portto an Industrial Ethernet networkcomponent with an ITP port (9-pin) inan environment subject to low noiselevels.
2 m, 6 m, 10 m 6XV1850-2Dxxx 1)
TP cord 15/RJ45 To connect a DTE with an ITP port(15-pin) to a network component withan RJ-45 port in an environment sub-ject to low noise levels.
2 m, 6 m, 10 m 6XV1850-2Fxxx 1)
1) For a complete list of the order numbers, refer to the catalog IK10
Passive Components for Electrical Networks
4-16SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Pinout
convertingAUI/ITP port
1
6
5
9
3
10
5
12
6
7
RD+
RD-
TD+
TD-
TD+
TD-
RD+
RD-
Function
Network component
Casing, Shield Pin Function
DTE
9-pin sub D male
Coding jumper for
15-pin sub D male
Pin
white
turquoise
blue
violet
a) Pinout of the TP Cord 9/15
b) Pinout of the TP XP Cord 9/9
1
6
5
9
1
6
5
9
RD+
RD-
TD+
TD-
RD+
RD-
TD+
TD-
Function Casing, ShieldPin
Function
9-pin sub D male9-pin sub D male
Pinwhite
turquoise
blue
violet
Network component Network component
Figure 4-4 Pinout of TP Cords
Passive Components for Electrical Networks
4-17SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Pinout
c) Pinout of the TP Cord 9/RJ45
1
6
5
9
RD+
RD-
TD+
TD-
Casing, Shield
Pin Function
9-pin sub D maleRJ-45 male
white
turquoise
blue
violet
convertingAUI/ITP port
1
2
3
6
3
10
5
12
6
7
RD+
RD-
TD+
TD-
TD+
TD-
RD+
RD-
Function
Casing, Shield
Pin Function
RJ-45 male Coding jumper for
15-pin sub D male
Pinwhite
turquoise
blue
violet
d) Pinout of the TP Cord 15/RJ45
DTE Network component
Network component DTE
1
2
3
6
TD+
TD-
RD+
RD-
Function Pin
Figure 4-5 Pinout of the TP Cords
Passive Components for Electrical Networks
4-18SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
4.3.3 Twisted Pair Port Converter
General
Port converters are used to connect a DTE with an RJ-45 interface to the IndustrialTwisted Pair cabling system.
The port converter has an RJ-45 connector at one end to connect to the DTE anda 15-pin sub D female connector with a slide locking mechanism at the other end.The male and female connector are connected by a short TP cord. This convertsthe RJ-45 port of the DTE to an Industrial Twisted Pair DTE port. Up to 90 m longITP standard cables can be connected to the 15-pin sub D female connector andcan be installed in areas subject to noise.
Mounting Bracket
The sub D female connector has a mounting bracket. This allows the socket to befixed in place. The mounting bracket has two functions:
S Strain reliefThe TP cord and the RJ-45 port on the DTE are protected from tensile strain.
S GroundingThe mounting bracket is electrically connected with the casing of the femaleconnector and therefore also with the cable shields. The bracket should bescrewed to a grounded plate or rail ensuring good contact.
Product Range
Table 4-9 TP Converter Cord 15/RJ45 Products
CableName
Use SuppliableLengths
Order number
TP converter cord 15/RJ45 To connect a DTE with anRJ-45 port to the ITP cablingsystem in an environmentwith low noise levels.
0.5 m2 m
6XV1850-2EE506XV1850-2EH20
Passive Components for Electrical Networks
4-19SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Pinout
1
2
3
6
3
10
5
12
TD+
TD-
RD+
RD-
Casing, Shield
Pin Function
RJ-45 male
15-pin sub D female
Pinwhite
turquoise
blue
violet
TD+
TD-
RD+
RD-
Function
DTEITP cable tonetwork component
Figure 4-6 Pinout of the TP Converter Cord 15/RJ45
Passive Components for Electrical Networks
4-20SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
4.4 Industrial Twisted Pair Sub D Connectors
General
The Industrial Twisted Pair sub D connectors correspond to the standardsMIL-C-24308 and DIN 41652. Due to its mechanical strength and its excellentelectromagnetic compatibility, this connector was preferred to the RJ-45 connectorrecommended for 10BASE-T in IEEE 802.3.
Two versions of the connector are available:
-- Preassembled (crimped)
-- For assembly by the user
Design
The following sections describe only the connectors that can be assembled by theuser.
There are two versions of the Industrial Twisted Pair sub D connectors for userassembly:
-- 9-pin connector with straight cable outlet and securing screws
-- 15-pin connector with variable cable outlet (+300 , 00, -300) and securingbolts
Both connector types have a full metal casing. The Industrial Twisted Pair cablesare connected to the connector pins using screw terminals, special tools are notrequired.
For a detailed description of fitting connectors, refer to Section 7.9.
Passive Components for Electrical Networks
4-21SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
9-Pin Industrial Twisted Pair Sub D Connector
S Intended for connecting:
-- OLM/ELM (ports 1-3)
-- OSM (ports 1-4, standby port)
-- Interface card ECTP3 (ports 1-3) for star coupler (ASGE)
S Connector casing with straight cable outlet
S Can be mechanically secured to the female connector with integrated knurledscrews
S Simple cable assembly with screw terminals
Cover
Cable clamp
Casing
Connectorinsert
Knurled screw
Screw terminal
5 9 1 6
Figure 4-7 Industrial Twisted Pair sub D Connector (9-Pin) for User Assembly
Passive Components for Electrical Networks
4-22SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
15-Pin Industrial Twisted Pair Sub D Connector
S For connection to DTEs with an integrated Industrial Twisted Pair port
S Cable casing with variable cable insertion angle
+300 , 00 , -300
S Slide mechanism for locking to female connector
S Two dummy plugs for closing unused cable outlets
S Simple cable assembly with screw terminals
S Internal coding jumper for converting the DTE port from AUI to IndustrialTwisted Pair
CoverConnector insert
Casing
Cable clampDummy plugs
512 3 10
Figure 4-8 Industrial Twisted Pair Sub D Connector (15-pin) for User Assembly
Passive Components for Electrical Networks
4-23SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
4.5 RJ-45 Connector
The RJ-45 connector is an 8-pin connector complying with the standards EN50137 (EIA/TIA complying with US standard) and EN 55022 (EMC). This type ofconnector is recommended for 10BASE-T in IEEE 802.3. The RJ-45 connector isused mainly in an environment with low noise levels (for example in offices). Thisconnector was developed by Western Electric and is also known as the Westernplug.
The RJ-45 connector cannot be ordered separately but only along withpreassembled cables (TP cord).
S Connector casing with straight cable outlet
S Intended for connection to:
-- DTEs with an RJ-45 port and
-- network components with an RJ-45 port
Diagram of an RJ-45 Connection
18
18
Figure 4-9 RJ-45 Female and Male Connector
Passive Components for Electrical Networks
4-24SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
5-1SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Passive Components for Optical Networks
Chapter Overview
5.1 Optical Transmission Technique 5-2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2 Glass Fiber-Optic Cables 5-3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5.2.1 Fiber-Optic Standard Cable 5-7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5.2.2 INDOOR Fiber-Optic Cable 5-8. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5.2.3 Flexible Fiber-Optic Trailing Cable 5-9. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5.2.4 SIENOPYR Duplex Fiber-Optic Marine Cable 5-12. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5.2.5 Special Cables 5-14. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3 Connectors for Glass Fiber-Optic Cables 5-16. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
Passive Components for Optical Networks
5-2SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
5.1 Optical Transmission Technique
Fiber-Optic Cables (FO)
On fiber-optic cables (FO) data is transmitted by modulating electromagneticwaves in the range of visible and invisible light. The material used is high-qualityglass fiber.
This section describes only the SIMATIC NET fiber-optic cables intended forIndustrial Ethernet. The various FO types allow flexible solutions with whichcomponents can be interconnected depending on the operating and environmentalconditions.
Compared with electrical cables, fiber-optic cables have the following advantages:
Advantages
S Electrical isolation of nodes and segments
S No grounding problems
S No shield currents
S Transmission path immune to external electromagnetic noise
S No lightning protection required
S No noise emission along the transmission path
S Light weight
S Depending on the fiber type, cables several kilometers long can be used evenat higher transmission rates.
Point-to-Point Link
Fiber-optic technology only allows the implementation of point-to-point links; inother words, one transmitter is connected to only one receiver. The transmissionpath between two nodes requires two fibers (one for each transmission direction).All SIMATIC NET standard fiber-optic cables are therefore designed as duplexcables.
Passive Components for Optical Networks
5-3SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
5.2 Glass Fiber-Optic Cables
Designed for Industry
SIMATIC NET glass fiber-optic cables (FO) are available in various designsallowing optimum adaptation to a wide range of applications.
Areas of Application
Fiber-optic standard cable
S Universal cable for use indoors and outdoors
INDOOR fiber-optic cable
S Free of halogens, can be walked on, and extremely flame-retardant FO cablefor use in buildings
Flexible fiber-optic trailing cable
S Specially designed for non-stationary use, for example with moving machinery
SIENOPYR duplex marine fiber-optic cable
S Hybrid cable consisting of two fibers and two additional copper wiresfor fixed installation on ships and offshore facilities
SIMATIC NET Standard Fibers
In glass fiber-optic cables, SIMATIC NET uses a fiber with 62.5 !m diameter as itsstandard fiber. SIMATIC NET bus components are ideally matched to thesestandard fibers allowing large distances to be covered while keeping theconfiguration rules simple.
Simple Configuration
All the descriptions and operating instructions for SIMATIC NET bus componentscontain information about the distances that can be covered with the standardfibers described above. You can configure your optical network withoutcomplicated calculations using simple limit values (refer to Chapter 3 “NetworkConfiguration”.
Guidelines for Laying Cables
You will find information about laying SIMATIC NET glass fiber-optic cables inSection 7.7 in this manual.
Passive Components for Optical Networks
5-4SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Technical Specifications
Tables 5-1 and 5-2 provide an overview of the technical specifications of allSIMATIC NET glass fiber-optic cables.
Table 5-1 Technical Specifications of the INDOOR Fiber-Optic Cable and Fiber-Optic Standard Cable
Cable Type Fiber-OpticStandard Cable
INDOOR Fiber-OpticCable
Areas of application Universal cable for use indoorsand outdoors
Halogen-free and extremelyflame-retardant cable for indooruse that can be walked on
Available as Preassembled cable with 4BFOC connectors in fixedlengths, also available in meters
Preassembled cable with 4BFOC connectors in fixedlengths
Cable type
(standard designation)
AT-VYY 2G62.5/125
3.1B200+0.8F600 F
I-VHH 2G62.5/125
3.2B200+0.9F600 F
TB3 FRNC OR
Fiber type Multimode graded fiber 62.5/125!m
Multimode graded fiber 62.5/125!m
Power loss at 850 nmPower loss at 1300 nm
<= 3.1 dB/km<= 0.8 dB/km
<= 3.2 dB/km<= 0.9 dB/km
Modal bandwidthat 850 nmat 1300 nm
200 MHz *km600 MHz *km
200 MHz *km600 MHz *km
Number of fibers 2 2
Cable design Splittableoutdoor cable
Splittableindoor cable
Core type Compact core Fixed core
Basic element materials PVC, gray Copolymer, orange(FRNC)
Strain relief Aramid yarn andimpregnated glass fiber yarn
Aramid yarn
Outer sheath/color of cable
PVC/black Copolymer/bright orange (FRNC)
Dimensions ofbasic element
(3.5 $ 0.2) mm - 2.9 mm -
Outer dimensions (6.3 x 9.8) $ 0.4 mm approx. 3.9 x 6.8 mm
Cable weight approx. 74 kg/km approx. 30 kg/km
Permitted tensile stress <= 370 N (in operation)<= 500 N (brief)
<=200 N (in operation)<= 800 N (brief)
Bending radii 100 mmOnly the flat surface
100 mm (during installation)60 mm (in operation)Only the flat surface
Transverse compressive strength 5,000 N/10 cm 3,000 N/10 cm (brief)1,000 N/10 cm (permanent)
Passive Components for Optical Networks
5-5SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Table 5-1 Technical Specifications of the INDOOR Fiber-Optic Cable and Fiber-Optic Standard Cable
Cable Type INDOOR Fiber-OpticCable
Fiber-OpticStandard Cable
Impact strength 3 blows(initial energy: 5 Nmhammer radius: 300 mm)
3 blows(initial energy: 1.5 Nmhammer radius: 300 mm)
Installation temperature -50C to +500C -50C to +500C
Operating temperature -250C to +600C -200C to +600C
Storage temperature -250C to +700C -250C to +700C
Behavior in fire Flame retardant complying withIEC 60332-3 cat. CF
Flame retardant complying withIEC 60332-3 and DIN VDE 0472Part 804, test type B
Free of halogens no yes
UL approval no no
Ship building approval no no
Table 5-2 Technical Specifications of the Flexible Fiber-Optic Trailing Cable and the SIENOPYRDuplex Fiber-Optic Marine Cable
Cable Type Flexible Fiber-OpticTrailing Cable
SIENOPYRDuplex Fiber-Optic
Marine Cable
Area of application Flexible cable for installation in adrag chain indoors and outdoors
Fixed installation on ships andoffshore facilities in all enclosedspaces and on free decks
Available as Preassembled cable with 4BFOC connectors in fixedlengths, also available in meters
Sold in meters
Cable type
(standard designation)
AT-W11Y (ZN)11Y2G62.5/1253,1B200+0.8F600 LG
MI-VHH 2G 62.5/1253.1B200 + 0.8F600 +2x1CU 300 V
Fiber type Multimode graded fiber 62.5/125!m
Multimode graded fiber 62.5/125!m
Power loss at 850 nmPower loss at 1300 nm
<= 3.1 dB/km<= 0.8 dB/km
<= 3.1 dB/km<= 0.8 dB/km
Modal bandwidth at 850 nmat 1300 nm 200 MHz *km
600 MHz *km200 MHz *km600 MHz *km
Number of fibers 2 2
Cable design Splittableoutdoor cable
Splittableoutdoor cable
Core type Hollow core, filled Solid core
Basic element materials PUR, black Polyolefin
Passive Components for Optical Networks
5-6SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Table 5-2 Technical Specifications of the Flexible Fiber-Optic Trailing Cable and the SIENOPYRDuplex Fiber-Optic Marine Cable
Cable Type SIENOPYRDuplex Fiber-Optic
Marine Cable
Flexible Fiber-OpticTrailing Cable
Strain relief GFK central element, Aramidyarn
Aramid yarn
Outer sheath/color of cable PUR, black SHF1 mixture/black
Dimensions Basic element (3.5 $ 0.2) mm - (2.9 $ 0.2) mm -
Outer dimensions approx. 12.9 mm (13.3 $ 0.5) mm
Cable weight approx. 136 kg/km approx. 220 kg/km
Permitted tensile stress <= 2000 N (brief)<=1000 N (permanent)
<= 500 N (brief)<= 250 N (permanent)
Bending radii 150 mmMax. 100,000 bending cycles
133 mm (single)266 mm (multiple)
Installation temperature -50C to +500C -100C to +500C
Operating temperature -250C to +600C -400C to +800C 1)-400C to +700C 2)
Storage temperature -250C to +700C -400C to +800C
Resistance to fire Complying with IEC 60332-1 Complying with IEC 60332-3 cat.A
Free of halogens no yes
UL approval no no
Ship building approval no yes
1) With no load on copper cores2) With maximum load on copper cores (6 A)
Passive Components for Optical Networks
5-7SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
5.2.1 Fiber-Optic Standard Cable
Outer sheath black PVCInner sheath gray PVCSupport element (impregnated glass yarn)Kevlar yarn
Glass fiber G62.5/125 !m
Figure 5-1 Structure of the Fiber-Optic Standard Cable
Fiber-Optic Standard Cable 6XV1820-5****
Die fiber-optic standard cable contains two multimode graded fibers of type62.5/125 !m.
The outer sheath is labeled “SIEMENS SIMATIC NET FIBER-OPTIC 6XV1820-5AH10” approximately every 50 cm. Meter markers consisting of a vertical lineand a 4-figure number make it easier to estimate the length of an installed cable.
Properties
The fiber-optic standard cable has the following properties:
S Can be walked on
S Flame-retardant complying with IEC 60332-3 cat. CF
S Not halogen free
S Available in meter lengths up to 4000 m
S Available preassembled with 4 BFOC connectors in lengths up to 1000 m
Application
The fiber-optic standard cable is the universal cable for use indoors and outdoors.It is suitable for connecting optical ports operating at the wavelengths of 850 nmand 1300 nm.
Passive Components for Optical Networks
5-8SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
5.2.2 INDOOR Fiber-Optic Cable
Outer sheath Copolymer FRNC, bright orange
Inner sheath Copolymer FRNC, gray
Aramid strain relief elements
FRNC core sleeve
Glass fiber G62.5/125 !m
Figure 5-2 Structure of the INDOOR Fiber-Optic Cable
INDOOR Fiber-Optic cable 6XV1820-7****
The INDOOR fiber-optic cable contains two multimode graded fibers 62.5/125 !m.
The outer sheath is labeled “SIEMENS SIMATIC NET INDOOR FIBER OPTIC6XV1 820-7AH10 FRNC” at intervals of approximately 50 cm. Meter markersconsisting of a vertical line and a 4-figure number make it easier to estimate thelength of an installed cable.
Properties
The INDOOR fiber-optic cable has the following properties:
S Can be walked on
S Flame-retardant complying with IEC 60332-3 and DIN VDE 0472 Part 804, testtype B
S Is free of halogens
S Preassembled with 4 BFOC connectors in lengths from 0.5 m to 100 m.
Application
The INDOOR fiber-optic cable is intended for use indoors in areas protected fromthe weather. It is suitable for connecting optical ports operating at the wavelengthsof 850 nm and 1300 nm.
Passive Components for Optical Networks
5-9SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
5.2.3 Flexible Fiber-Optic Trailing Cable
Outer sheath
Inner sheathSupport element
Aramid yarnGlass fiber G 62.5/125 !m
Aramid yarn
Blind element
Fleece/strands
Figure 5-3 Structure of the Flexible Fiber-Optic Trailing Cable
Flexible Fiber-Optic Trailing Cable 6XV1820-6****
The flexible fiber-optic trailing cable contains two multimode graded fibers 62.5/125!m. Integrated blind elements produce a round cross-section.
The outer sheath is labeled “SIEMENS SIMATIC NET FLEXIBLE FIBER OPTIC6XV1 820-6AH10 ” at intervals of approximately 50 cm. Meter markers consistingof a vertical line and a 4-figure number make it easier to estimate the length of aninstalled cable.
Properties
The flexible fiber-optic trailing cable has the following properties:
S Highly flexible (100,000 bending cycles at a minimum bending radius of 150mm)
S Not halogen free
S Available in meter lengths for up to 2000 m
S Available preassembled with 4 BFOC connectors in fixed lengths up to 650 m
Passive Components for Optical Networks
5-10SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Application
The flexible fiber-optic trailing cable was developed for applications in which thecable must be flexible enough to move, for example when attached to movingmachine parts (drag chains). The cable is designed for 100,000 bending cyclesthrough $ 900 (at the specified minimum bending radius). The trailing cable can beused both indoors and outdoors. It is suitable for connecting optical ports operatingat the wavelengths of 850 nm and 1300 nm.
!Warning
During installation and operation, all the mechanical restrictions such as bendingradii, tensile strain etc. must be adhered to. If these limits are exceeded, perma-nent deterioration of the transmission characteristics may result that can causetemporary or permanent failure of data transmission.
Figure 5-4 Example of Using the Glass Fiber-Optic Trailing Cable in a Drag Chain
Passive Components for Optical Networks
5-11SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
5.2.4 SIENOPYR Duplex Fiber-Optic Marine Cable
Copper wire
Insulation
Optical fiber
Strain relief
Protective sleeve
Winding
Copper braid
Common sheathOuter sheath
Figure 5-5 Structure of the SIENOPYR Duplex Fiber-Optic Marine Cable
SIENOPYR Duplex Fiber-Optic Marine Cable
The SIENOPYR duplex fiber-optic marine cable contains two multimode gradedfibers 62.5/125 !m. The cable also contains two stranded, rubber-insulated copperwires with a 1 mm2 cross-sectional area. These can be used, for example, tosupply power to the attached devices.
The round cross-section of the cable makes it easier to seal cable glands.
The outer sheath is labeled with the year of manufacture and the label“SIENOPYR-FR MI-VHH 2G 62.5/125 3,1B200+0,8F600+2x1CU 300V” atintervals of approximately 50 cm.
Properties
The SIENOPYR duplex fiber-optic marine cable has the following properties:
S Ozone proof complying with DIN VDE 0472 Part 805 test type B
S Behavior in fire complying with IEC 60332-3 cat. A
S Corrosivity of combustion gases complying with IEC 60754-2
S Smoke density complying with IEC 61034
S Is free of halogens
S Is approved for ship building
Passive Components for Optical Networks
5-12SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Application
The SIENOPYR duplex marine fiber-optic able is intended for fixed installation onships and offshore facilities in all enclosed spaces and on open decks. It is suitablefor connecting optical ports operating at the wavelengths of 850 nm and 1300 nm.
Ordering
Appendix B lists an address from which this cable can be ordered.
Passive Components for Optical Networks
5-13SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
5.2.5 Special Cables
Special Cables
In addition to the SIMATIC NET standard fiber-optic cables described in theCatalog IK 10, numerous special cables and accessories are also available. Listingall the versions available is beyond the scope of the catalog and of this manual.
The technical specifications of the SIMATIC NET bus components indicate whichSIMATIC NET fiber-optic cable is the normal connecting cable and which otherfiber types are suitable.
Note
Remember that the distances that can be covered differ if you use fibers with othercore diameters or attenuation characteristics than those listed in the operating in-structions.
Fiber Types
In addition to the standard SIMATIC NET fiber types, the following fiber types areoften used:
S 50 !m fiberThis fiber type is used particularly in Europe in telecommunications instead ofthe 62.5 !m fiber. The smaller core diameter means that less power can becoupled into the fiber and reduces the distance that can be covered.
Cable Structures
For special applications, numerous variations in the cable structure are available,for example:
S Bundled cores (cables with hollow cords capable of accommodating severalfibers)
S Cables with rodent protection for underground installation
S Halogen-free cables, for example for use in underground train systems
S Hybrid cable with fibers and copper conductors in one sheath
S Certified cables, for example for use on ships
Ordering
If you require fiber-optic cables for particular applications, please contact yourSiemens representative (see Appendix B).
Passive Components for Optical Networks
5-14SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
5.3 Connectors for Glass Fiber-Optic Cables
BFOC Connectors for Glass Fiber-Optic Cables
In Industrial Ethernet fiber-optic networks, only BFOC connectors are used forglass fiber-optic cables.
Figure 5-6 BFOC Connectors with Dust Caps
Fitting Connectors on Site
If it is necessary to fit connectors on site,- SIEMENS provides this service (see Appendix B)- BFOC connectors and special tools can be ordered (see IK10).
Note
Connectors for glass fiber-optic cables should only be fitted by trained staff. Whencorrectly assembled, they allow extremely low coupling attenuation and the cha-racteristics of the link attain a high degree of reproducibility even after plugging inmany times.
Preassembled Cables
To allow the use of glass fiber-optic cables even if trained staff are not available,the glass fiber-optic cables are supplied preassembled with four BFOC connectors.
Refer to the current SIMATIC NET IK10 Catalog for ordering data.
Passive Components for Optical Networks
5-15SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
!Caution
The performance of FO connectors is adversely affected by dirt and mechanicaldamage to the end of the fiber. Protect open connections using the supplied dustcaps.
Note
Only remove the dust cap immediately before establishing the connection.
Passive Components for Optical Networks
5-16SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
6-1SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Active Components and Topologies
Chapter Overview
6.1 Electrical and Optical Link Modules (ELM, OLM) 6-2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.1.1 Components of the Product 6-5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.1.2 Installation 6-5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.1.3 Description of the Functions 6-5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.1.3.1 General Functions 6-5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.1.3.2 Functions Specific to the ITP Interface 6-7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.1.3.3 Functions Specific to the Fiber-Optic Interface 6-7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.1.4 Topologies 6-8. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.1.4.1 Bus Structure 6-9. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.1.4.2 Redundant Ring Structure with Industrial Ethernet OLMs 6-9
6.2 Optical Switch Module (OSM) 6-11. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.2.1 Application 6-11. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.2.2 Design 6-12. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.2.3 Functions 6-12. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.2.4 Bus Topologies with the OSM 6-13. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.2.5 Linking Subnets Using the OSM 6-14. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.2.6 Redundant Linking of Subnets Using the OSM 6-16. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.2.7 Components of the OSM 6-17. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.3 Optical Redundancy Manager (ORM) 6-18. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.3.1 Application 6-18. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.3.2 Design 6-18. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.3.3 Functions 6-19. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.3.4 Redundant Ring Structure with OSMs and ORM 6-20. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.3.5 Components of the ORM 6-21. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.4 Star Coupler ASGE 6-22. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.5 MINI OTDE Optical Transceiver 6-24. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.5.1 Components of the Product 6-25. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.5.2 Functions 6-25. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.5.3 Topologies with the MINI OTDE 6-25. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
Active Components and Topologies
6-2SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
6.1 Electrical and Optical Link Modules (ELM, OLM)
Figure 6-1 Industrial Ethernet OLM
Figure 6-2 Industrial Ethernet ELM
Active Components and Topologies
6-3SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Overview
The SIMATIC NET link modules for Industrial Ethernet allow flexible configurationof Ethernet networks complying with the IEEE 802.3 standard using optical fiber orelectrical cables. The transmission rate on all interfaces is 10Mbps. The linkmodules are fitted on to a standard rail.
The OLMs (Optical Link Modules) have three Industrial Twisted Pair (ITP) portsand two optical ports (BFOC). With ITP, up to three DTEs or further ITP segmentscan be connected; with fiber-optic cable, connection of up to two further DTEs oroptical network components (OLM, star coupler with ECFL2 (Extension Card FiberLink) etc.) are possible.
The ELMs (Electrical Link Modules) also have an AUI port in addition to the threeIndustrial Twisted Pair (ITP) ports. An Ethernet segment with triaxial cable can beconnected to the AUI port via a 727-1 drop cable and a transceiver.
Both modules conform to the specifications of the ISO/IEC 8802-3 standard.
Active Components and Topologies
6-4SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Note
Since the beginning of 1998, the Optical Link Module (OLM) is supplied as version2.0. version 2.0 includes the following improvements compared with the previousversion:
-- Redundancy control is not dependent on the load distribution in the network
-- The diagnostic LEDs also indicate the segmentation of a port; this changed thedisplay patterns of the link status LEDs (LS LEDs)
-- The signal contact also indicates the segmentation of a port
The differences are explained in detail in the relevant sections in this manual.
Both versions are fully compatible and can be installed in a system in any combi-nation.
The OLM version can be found on the type plate on the right-hand side panel (seeFigure 6-3)
SIMATIC NET
OLM f. Industrial Ethernet
6GK1102-4AA00
DIL Switch Settings:Port 1 .. Port 5
LA1 ... LA5 Link AlarmDisabled
Enabled
0
1
Port 5
SIMATIC NETIndustrial Ethernet OLMVersion 2.0
6GK1102-4AA00
DIL Switch Settings:Port 1 .. Port 5
LA1 ... LA5 Link AlarmDisabled
Enabled
0
1
Port 5
OLM Version 1 OLM Version 2
Figure 6-3 Type Plates of OLM Version 1 and Version 2.0
!Warning
The OLM/ELM devices are designed for operation with safety extra-low voltage(SELV). This means that only safety extra-low voltages (SELV) complying with IEC950/EN 60950/VDE 0805 may be connected to the power supply terminals and thesignal contact.
Active Components and Topologies
6-5SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
6.1.1 Components of the Product
SIMATIC NET Industrial Ethernet OLM/ELM including
S Terminal block for the power supply
S Description and operating instructions
Order numberSIMATIC NET Industrial Ethernet OLM 6GK1102-4AA00SIMATIC NET Industrial Ethernet ELM 6GK1102-5AA00
6.1.2 Installation
The SIMATIC NET Industrial Ethernet OLM/ELM is clipped on to a standard rail.The modules can be installed vertically one beside the other without gaps.Unobstructed convection of the surrounding air must be assured, in particular, airmust be able to circulate through the ventilation openings at the top and bottom.
6.1.3 Description of the Functions
6.1.3.1 General Functions
Signal Regeneration
The OLM/ELM regenerates the signal shape and amplitude of the received data.
Retiming
To prevent jitter increasing from segment to segment, the OLM/ELM retimes thedata to be transmitted.
Preamble Regeneration
If preamble bits of received data are lost, the OLM/ELM pads out the preamble to64 bits (including the start of frame delimiter (SFD)).
Active Components and Topologies
6-6SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Fragment Extension
Short fragments can result from collisions. If the OLM/ELM receives a fragment,this is extended to a minimum length of 96 bits. This ensures reliable collisiondetection by all nodes.
Handling Collisions
If the OLM/ELM detects a data collision, it stops transmission. During the collision,the data packet that has collided is replaced by a jam signal (0/1 bit pattern) toensure that the DTEs recognize the collision.
Auto Partitioning
A breakdown on the network can be caused by jabber lockup, wire breaks, missingterminating resistors, damaged cable insulation, and frequent collisions due toelectromagnetic interference. To protect the network from these breakdowns, theOLM disconnects the segment from the remainder of the network in the receivedirection.
On the OLM/ELM, this partitioning function operates separately for each port. Youcan continue to operate other ports without any problems if one of the ports hasbeen partitioned. When a segment has been partitioned, the module continues totransmit to the ITP segment or to the optical fiber cable but reception at this port isdisabled.
On twisted pair, the partitioning is active in the following situations:
-- When a data collision lasts longer than 105 !s or
-- more than 64 data collisions occur in succession.
On optical fiber cable, the partitioning is active in the following situations
-- When a data collision lasts longer than 1.5 ms (normal mode) or 0.2 ms(redundant mode) or
-- more than 64 (normal mode) or 16 (redundant mode) data collisions occur insuccession.
Reconnection
The segment is reconnected to the network as soon as a packet with the minimumlength of 51 !s is received at the port where collisions were occurring; in otherwords when the segment is operating correctly again.
With the OLM version 2.0 in the redundant mode, packets longer than 51 !s sentwithout a collision occurring also lead to reconnection.
Active Components and Topologies
6-7SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Jabber Lockup Protection
The network can be tied up continuously with data, for example due to a defectivetransceiver or LAN controller. To protect the network from this situation, theOLM/ELM stops reception as follows:
-- At the ITP or AUI port affected after 5.5 ms.The interruption is canceled after an idle phase of 9.6 !s.
-- At the fiber-optic port affected after 3.9 ms.The interruption is canceled after 420 ms of problem-free operation.
6.1.3.2 Functions Specific to the ITP Interface
Link Control
The OLM/ELM monitors the connected ITP line segments for short-circuits orbreaks using regular link test pulses complying with the IEEE 802.3 10BASE-Tstandard. The OLM/ELM does not send data to an ITP segment from which it doesnot receive a link test pulse.
Note
An unused port is evaluated as a line break. The ITP link to a DTE that is turnedoff is also evaluated as a line break since the transceiver cannot send link test pul-ses without a power supply.
Auto Polarity Exchange
If the pair of receive lines is connected incorrectly (RD+ and RD-- swapped over),the polarity is reversed automatically.
6.1.3.3 Functions Specific to the Fiber-Optic Interface
Standardization
The two fiber-optic ports on the underside of the OLM comply with the IEEE 802.3standard: 10BASE-FL. These are implemented as two BFOC female connectorsfor connection of glass fiber-optic cables (62.5/125 !m or 50/125 !m). Theoperating wavelength is 850 nm.
Active Components and Topologies
6-8SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Fiber-Optic Monitoring
The OLM monitors the connected ITP line segments for breaks using regular linktest pulses. The OLM does not send data to a fiber-optic cable from which it is notreceiving a link test pulse.
Redundancy
In areas in which data reliability is the most important factor, redundancy canensure that data exchange is continued despite the breakdown of a fiber-opticcable or an OLM. Often a standby cable is installed in a different cable duct. If afault occurs, data exchange is switched automatically from the main to the standbyline.
6.1.4 Topologies
A variety of topologies are possible with Industrial Ethernet OLMs and ELMs, asfollows:
S Bus structure
S Star structure
S Redundant ring structure
S Combination of the basic structures listed above
Within these topologies, two structures (bus and redundant ring structure) can beconsidered as the basic structures.
Active Components and Topologies
6-9SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
6.1.4.1 Bus Structure
ELMOLM OLM OLM OLMELM
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
1. ITP standard cable 9/152. ITP XP standard cable 9/9
1 12 2
3. 727-1 drop cable4. Triaxial cable5. Fiber-Optic Cable (FO)
5
3
3 34
5
5
Figure 6-4 Bus Structure with OLMs and ELMs
6.1.4.2 Redundant Ring Structure with Industrial Ethernet OLMs
OLM OLMOLM OLM
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
1. ITP standard cable 9/152. TP cord 9/RJ45
21 1
3
3. Fiber-optic cable
Figure 6-5 Redundant Ring with OLMs
For more detailed information about configuration and the way in which networksfunction with these topologies refer to the chapter “Network Configuration”.
Active Components and Topologies
6-10SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Note
The modules in the redundant ring can only be connected to each other on fiber-optic cables.
Active Components and Topologies
6-11SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
6.2 Optical Switch Module (OSM)
Figure 6-6 Optical Switch Module (OSM)
6.2.1 Application
Overview
Optical Switch Modules (OSM) are used to structure Industrial Ethernet networksusing switching technology.
S Any number of OSMs can be connected together to form a 100 Mbps glassfiber-optic backbone with a bus structure. If the network span exceeds adistance of approximately 150 km, the propagation times of the data packetsthrough the network may make it necessary to adapt the monitoring times onthe DTEs in the network.
S To attach DTEs or segments, the OSM is equipped with four Industrial TwistedPair ports.
S The way in which the OSM operates results in a load containment within theattached subnets which in turn leads to a significant improvement inperformance in the entire network.
S Up to 50 OSMs can be used with one Optical Redundancy Manager (ORM) tocreate a redundant, optical Industrial Ethernet ring structure with fast mediumredundancy.
S To achieve redundant interconnection of subnets, two OSMs are usedconnected to each other via their standby ports.
Active Components and Topologies
6-12SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
6.2.2 Design
Casing, Installation
The Industrial Ethernet OSM has a sheet steel casing with degree of protectionIP20. The module is installed on a 35 mm standard rail. The modules can beinstalled vertically, one beside the other without gaps. Unobstructed convection ofsurrounding air must be assured, in particular air must be able to circulate freelythrough the ventilation openings of the OSM.
Ports
The Industrial Ethernet OSM has the following ports:
S Two switched 100 Mbps fiber-optic ports complying with 100BASE-FXfor integration in a 100 Mbps glass fiber-optic networkeach with two BFOC female connectors for connection of glass fiber-opticcables (62.5/125 !m or 50/125 !m), operating wavelength 1300 nm
S Four switched 10 Mbps ITP ports complying with 10BASE-Tto connect DTEs or subnetsimplemented as 9-pin sub D female connectors for connecting ITP cables
S Standby portfor synchronizing OSMs in redundant linksimplemented as a 9-pin sub D female connector
S Power supply and signaling contactfor redundant supply of the operating voltage (24 V=) and forquerying the status of the digital signaling contactimplemented as a 5-pin terminal block with screw terminals for free wiring.
6.2.3 Functions
Store and Forward (Frame Switching)
The Industrial Ethernet OSM temporarily stores incoming data packets. Storeddata are analyzed and then forwarded based on the destination address.
Checking Data for Transmission Errors
The OSM checks received data for transmission errors. Only error-free data arepassed on. The OSM therefore reduces network load by eliminating bad data.
Active Components and Topologies
6-13SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Forwarding Data According to Destination Addresses
An Industrial Ethernet OSM analyzes the source and destination addresses in thedata packets. Based on this information, the module has an automatically updated“picture” of the network in the form of an address table in which the Ethernet(MAC) addresses of the DTEs are assigned to the relevant port. An incoming datapacket is only output to the port via which the DTE addressed in the data packet isaccessible. With this mechanism, the OSM prevents data being sent unnecessarilyon links or network segments.
Converting Transmission Rates
The Industrial Ethernet OSM connects subnets/DTEs operating at the conventional10 Mbps Ethernet data rate to a Fast Ethernet 100 Mbps backbone.
6.2.4 Bus Topologies with the OSM
100 Mbps Glass Fiber-Optic Backbone
In principle, any number of OSMs can be connected together to form a 100 Mbpsglass fiber-optic backbone with a bus structure. If the network span exceedsapproximately 150 km, the propagation times of the data packets may cause thewatchdog timers on the DTEs to respond. In such cases, it may be necessary toincrease the time before a response timeout is detected.To connect DTEs or segments operating at 10 Mbps, the OSM has four IndustrialTwisted Pair ports (9-pin sub D female connectors).
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
OSM OSM OSM OSM�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
1. ITP standard cable 9/152. TP cord 9/RJ45
1
1
122
23
3. Fiber-optic cable (FO)
Figure 6-7 Bus Structure
Active Components and Topologies
6-14SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
6.2.5 Linking Subnets Using the OSM
Creating and Linking Subnets
Using the Optical Switch Module, it is possible to link several different Ethernetnetworks together. The collision domain of a subnet ends at the port of the OSM.
OSMs are ideal for structuring larger networks. Large networks are first dividedinto smaller units (subnets). These subnets are then connected to the OSM thatnot only interconnects them but also separates them in terms of load. The time andeffort required for network configuration and expansion is considerably reduced.
Active Components and Topologies
6-15SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Network Expansion
Selectively forwarding data to the addressed nodes contains the load in thesubnets/segments. Discarding bad data also brings about a further improvement innetwork performance.These properties make the OSM the ideal tool for expanding the capacity limits ofconventional Ethernet networks.
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
OLM OLMOLM
OSM
ELM ELM
1. ITP standard cable 9/152. ITP XP standard cable 9/9
2
22
1
3. Fiber-optic cable (FO)
3
445
4. 727-1 drop cable5. Triaxial cable
ELM ELM
445
Figure 6-8 Linking Several Collision Domains/Subnets Using the OSM
Active Components and Topologies
6-16SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
6.2.6 Redundant Linking of Subnets Using the OSM
Structure of a Redundant Link
Using an Optical Switch Module (OSM), fast, redundant links between twoEthernet subnets or networks can be implemented. These networks can, forexample, consist of redundant OSM/ORM rings.The redundant link as shown in Figures 6-9 is established on separate paths viathe two ITP ports (port1 and port2) of an OSM pair. The standby ports of bothOSMs must be connected using an ITP XP standard cable 9/9 with a maximumlength of 40 m.
OSM OSM
OSM OSM OSM�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
Synchronization Cable
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
1. ITP XP standard cable 9/9
OLM OLM OLM
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
1 1
11
1
2
2
2. Fiber-optic cable
Redundant paths
Figure 6-9 Redundant Link Between Two Networks or Network Segments
Active Components and Topologies
6-17SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
How Redundancy Works
One of the two OSMs must be set to the standby mode by setting the DIP switch.This OSM forms the redundant link that only transfers data when the other path(main link) fails. The OSM in the standby mode receives information about thestate of the main link via the synchronization connection between the standbyports. If the main link fails, the redundant OSM activates the standby link within 0.5s.If the problem is eliminated on the main link, this also causes a signal on thesynchronization connection. The main link is enabled again and the standby linkdisabled.
Faults Managed by the Redundancy Function
The following problems on the main link activate the standby link:
S Main OSM without power
S Wire break on port 1 or port 2 of the main OSM
S Defective or deactivated partner on port 1 or 2 of the main OSM
6.2.7 Components of the OSM
SIMATIC NET Industrial Ethernet OSM including
S Terminal block for power supply
S Description and operating instructions
S Reply form
Order numberSIMATIC NET Industrial Ethernet OSM 6GK1105-0AA00
Accessories
SIMATIC NET Industrial Ethernet ORM 6GK1105-1AA00SIMATIC NET ITP standard cable see catalog IK10SIMATIC NET ITP XP standard cable see catalog IK10SIMATIC NET FIBER OPTIC glass FO cable see catalog IK10
!Warning
The Industrial Ethernet OSM is designed for operation with safety extra-low vol-tage (SELV). This means that only safety extra-low voltages (SELV) complyingwith IEC 950/EN 60950/VDE 0805 may be connected to the power supply termi-nals or the signaling contact.
Active Components and Topologies
6-18SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
6.3 Optical Redundancy Manager (ORM)
Figure 6-10 Optical Redundancy Manager (ORM)
6.3.1 Application
Overview
An optical bus created with Industrial Ethernet OSMs can be closed by anIndustrial Ethernet ORM (Optical Redundancy Manager) to form a redundantbackbone ring and increase network availability. To achieve this, the unusedfiber-optic ports of the OSMs at the start and end of the optical bus are connectedto the two fiber-optic ports of an Industrial Ethernet ORM. The redundant IndustrialEthernet backbone ring provides fast medium redundancy even for large networkswith up to 50 OSMs.
6.3.2 Design
Casing, Installation
The Industrial Ethernet ORM has a sturdy 19” plate steel casing with degree ofprotection IP20. It is intended for installation in a switchgear cubicle. Any locationin the cubicle is suitable. Make sure, however, that air can circulate unobstructed.
Active Components and Topologies
6-19SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Ports
The Industrial Ethernet ORM has the following ports:
S Two switched 100 Mbps fiber-optic ports complying with 100BASE-FXfor inclusion in a 100 Mbps glass fiber-optic networkeach port with two BFOC female connectors for connecting glass fiber-opticcables (62.5/125 !m or 50/125 !m), operating wavelength 1300 nm
S Power supply and signaling contactfor redundant power supply (24 V=) and forquerying the status of the digital signaling contactimplemented as a 5-pin terminal block with screw terminals for free wiring.
6.3.3 Functions
Redundancy Management
Using the Optical Redundancy Manager (ORM), an optical bus structured usingOptical Switch Modules (OSM) can be closed to form a redundant ring. To achievethis, the two ends of the optical Ethernet bus are connected to the ORM.
How the ORM Works
The ORM injects short test signals into both ends of the bus at short intervals andreceives them again at the other end. Depending on whether or not it receives thetest signals, the ORM is able to diagnose the Ethernet bus between its two ports.
If it receives the test signals, this means that the bus connection between the twoORM ports is OK. In this case, the ORM does not allow any data traffic to passthrough it; in other words, the OSM ring is in fact a bus whose ends are located inthe ORM.
If the ORM does not receive test signals for a certain time, it diagnoses the OSMring as being interrupted and allows data received at one port to pass through andbe output again at the other port. Logically, the entire ring system once again formsan intact bus with the ends of the bus being located at the point at which the ring isinterrupted.
Active Components and Topologies
6-20SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
6.3.4 Redundant Ring Structure with OSMs and ORM
The Industrial Ethernet ORM allows an OSM backbone designed as a fiber-opticbus structure to be closed to form a redundant backbone ring. To achieve this, bothends of the bus structure are connected to the ORM. The redundancymanagement in the ORM is designed for a maximum configuration of 50 OSMseach with 3000 m fiber-optic cable between two modules (ring span 150 km). Aredundant ring reconfigures itself following an interruption within 0.3 s and the fulltransmission capacity is available again.
Configuration Rules
Based on the operating principle, the following configuration rules emerge forredundant rings:
S Only one ORM can be used per optical ring
S Only OSMs can be used as active components within the optical ring
S A redundant OSM ring can contain up to a maximum of 50 OSMs.
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
OSM
ORM
OSM OSM��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
22
11
1. ITP standard cable 9/152. TP cord 9/RJ453. Fiber-optic cable (FO)
3
Figure 6-11 Redundant Ring Structure with OSMs and ORM
Active Components and Topologies
6-21SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
6.3.5 Components of the ORM
SIMATIC NET Industrial Ethernet ORM including
S Terminal block for the power supply
S Description and operating instructions
S Four rubber feet
S One pair of mounting brackets
Order numberSIMATIC NET Industrial Ethernet ORM 6GK1105-1AA00
Accessories
SIMATIC NET Industrial Ethernet OSM 6GK1105-0AA00SIMATIC NET FIBER OPTIC glass FO cable see catalog IK10
!Warning
The Industrial Ethernet ORM is designed for operation with safety extra-low vol-tage (SELV). This means that only safety extra-low voltages (SELV) complyingwith IEC 950/EN 60950/VDE 0805 may be connected to the power supply termi-nals or the signaling contact.
Active Components and Topologies
6-22SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
6.4 Star Coupler ASGE
Figure 6-12 Star Coupler ASGE
ECFL2 ECFL4 ECTP3 KYDE ECAUI HSSM MIKE
Figure 6-13 Interface Cards for the Star Coupler ASGE
The active star couplers form the branching points on a 10 Mbps network using theCSMA/CD access protocol complying with IEEE 802.3. The modular conceptallows a flexible network structure with various transmission media such as triaxialcable (727-0 bus cable), Industrial Twisted Pair cable, fiber-optic cable (FO) ordrop cables (727-1).
The star coupler has the following properties and functions:
S Strong construction with die-cast aluminum housing
S Can be used as a desktop unit or in a 19” cabinet
S Interface cards available for various transmission media andapplications
S Easy servicing by replacing interface cards during operation
S Monitoring with HSSM signaling card
S SNMP management capability with MIKE management card
S Also available as 24 V version
S Redundancy concepts possible with ring topology using fiber-optic cable
Active Components and Topologies
6-23SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Note
For more detailed information about the ASGE star coupler, refer to the SIMATICNET Catalog IK10 and the Ethernet manual (English, order number: HIR:943320-011, German, order number: HIR: 943320-001).
Active Components and Topologies
6-24SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
6.5 MINI OTDE Optical Transceiver
Figure 6-14 MINI OTDE Optical Transceiver
The MINI OTDE optical transceiver is used to connect a DTE to an optical networkand to establish a fiber-optic link between two DTEs. The MINI OTDE provideselectrical isolation with the fiber-optic cable (FO). This results in immunity toelectromagnetic interference. The optical transceiver can be plugged directly intothe AUI port of the DTE. If the module is fixed using the wall mounting, the MINIOTDE can be connected to the DTE using the 727-1 drop cable. The majoradvantages of the MINI OTDE optical transceiver are its small dimensions andcompact design.
The optical port of the MINI OTDE is implemented as two BFOC/2.5 femaleconnectors (ST compatible). A glass fiber-optic cable with graded fibers (Type62.5/125 !m fibers) can be connected.
Note
Removing and reinserting the MINI OTDE with the power supply turned on canlead to disturbances on the DTE (for example restarting a PC).
Note
For more detailed information on the MINI OTDE optical transceiver, refer to theSIMATIC NET Catalog IK10 and the Ethernet manual (English, order number:HIR: 943320-011, German, order number: HIR: 943320-001).
Active Components and Topologies
6-25SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
6.5.1 Components of the Product
The MINI OTDE optical transceiver is supplied in the BFOC version:
Order numberMINI OTDE optical transceiver HIR: 943303-021
Accessories
Order numberWall mounting for MINI OTDE HIR: 943426-001(five mountings per package)
6.5.2 Functions
The MINI OTDE optical transceiver has the following properties and functions:
S The optical transceiver converts the electrical signals of a node (complying withIEEE 802.3) into the optical form required for the fiber-optic cable and operatesat a wavelength of 860 nm.
S Specification complying with IEEE 802.3
S It allows the attachment of DTEs, fan-out units, repeaters, and ELMs to anoptical transmission path and connects two DTEs via fiber-optic cable.
S An optical link segment can be created using an optical transceiver andfiber-optic cable.
S It is also possible to connect the MINI OTDE to a DTE using the 727-1 dropcable.
6.5.3 Topologies with the MINI OTDE
Two applications of the MINI OTDE are illustrated below:
S Point-to-point link between two DTEs on a fiber-optic cable
S Attachment of subnets and DTEs to an optical network
Point-to-Point Link with Fiber-Optic Cable
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
Figure 6-15 Point-to-Point Link
Active Components and Topologies
6-26SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Attachment of Subnets and DTEs to an Optical Network
ELM
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
1. ITP standard cable 9/152. ITP XP standard cable 9/9
1
1
2
3
3. Fiber-optic cable (FO)
����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
Figure 6-16 Attachment of Subnets and DTEs
7-1SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Installation Guidelines
Chapter Overview
7.1 General Instructions on Handling Bus Cables 7-2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2 Electrical Safety 7-3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.3 Mechanical Protection of Bus Cables 7-4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.4 Elektromagnetic Compatibility of Bus Cables 7-7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7.4.1 Measures to Counter Interference Voltages 7-7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7.4.2 Special Noise Suppression Measures 7-8. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7.4.3 Installation and Grounding of Inactive Metal Parts 7-9. . . . . . . . . . . . . . . . . . .7.4.4 Using the Shields of Electrical Bus Cables 7-9. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7.4.5 Equipotential Bonding 7-12. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.5 Routing Electrical Bus Cables 7-14. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7.5.1 Cable Categories and Clearances 7-14. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7.5.2 Cabling within Closets 7-17. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7.5.3 Cabling within Buildings 7-17. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7.5.4 Cabling outside Buildings 7-18. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.6 Elektromagnetic Compatibility of Fiber-Optic Cables 7-19. . . . . . . . . . . . . . . . .
7.7 Installing LAN Cables 7-20. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7.7.1 Instructions for Installing Electrical and Optical LAN cables 7-20. . . . . . . . . . . .
7.8 Additional Instructions on Installing Fiber-Optic Cables 7-22. . . . . . . . . . . . . . .
7.9 Fitting Industrial Twisted Pair Connectors 7-24. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.10 Connecting Fiber-Optic Cables 7-30. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
Installation Guidelines
7-2SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
7.1 General Instructions on Handling Bus Cables
Bus (LAN) Cables in Plants
In automation systems, the bus cables are the most important connectionsbetween individual plant components. Mechanical damage or repeated electricalinterference affecting these bus connections reduces the transmission capacity ofthe system. In extreme cases, such problems can lead to failure of the entireautomation system. This section explains how to protect cables from mechanicaland electrical impairment.
Keep the Overall System Concept in Mind
Bus cables connect automation systems that in turn are connected to transducers,power supply units, peripheral devices etc. via cables. All the components togetherform an electrically networked automation system.
When connecting system components via electrical cables (in this case buscables), remember to take into account their specific requirements in terms ofsystem structure.
Connecting cables, in particular, affect the concepts
S for safe isolation of dangerous power supply voltages
S for protecting the system from overvoltage (for example lightning protection)
S for EMC (noise emission and noise immunity)
S for electrical isolation
Networking SIMATIC with SIMATIC NET
SIMATIC NET network components and SIMATIC automation components aredesigned to operate together taking into account the aspects listed above. Bykeeping to the installation instructions described in the system manuals, you willcreate an automation system that meets the legal and normal industrialrequirements for safety and noise immunity.
Installation Guidelines
7-3SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
7.2 Electrical Safety
The signal levels on Industrial Twisted Pair cables are low voltage. Correctlyinstalled and operated Industrial Twisted Pair bus cables do not have dangerouselectrical voltages.
Remember, however, the following rules when installing the power supply for allcomponents (nodes, bus components, etc.) that you want to connect to IndustrialTwisted Pair cable.
Power Supply Voltage
Between components operated on mains power supply and the Industrial TwistedPair interface, the requirements of safe electrical isolation from the power supplycomplying with DIN VDE 0160 and DIN IEC 950/VDE 0805/EN 60950 must bemet. /7/
24 V DC Power Supply
24V DC power supplies for a component must meet the requirements of lowvoltage with safe electrical isolation from the network complying with DIN VDE0160 and DIN IEC 950/ VDE 0805/EN 60950. /7/
Protection from External Electrical Influences
Cable or wire breaks must not lead to undefined statuses in the plant or system.
Installation Guidelines
7-4SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
7.3 Mechanical Protection of Bus Cables
Protection of Electrical and Optical Bus Cables
Mechanical protection is required to protect bus cables from breaks or mechanicaldamage.
Note
The guidelines for mechanical protection apply both to electrical and opticalcables.
Installation Guidelines
7-5SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Mechanical Protection
The following measures are recommended to protect bus cables from physicaldamage:
S When cable cannot be installed on a cable rack or similar construction, it shouldbe installed in a conduit (for example PG 11-16).
S In areas where the cable is subject to mechanical stress, install the cable in aheavy-gauge aluminum conduit or in a heavy-gauge plastic conduit (see Figure7-1)
S When 900 bends are necessary and at the junctions between buildings (forexample expansion joints), a break in the conduit is acceptable only when thereis no likelihood of damage to the cable, for example due to falling objects (seeFigure 7-2).
S In areas where the cable is likely to be walked on or driven over, the cable mustbe protected from damage by a closed heavy-gauge aluminum or steel conduit.As an alternative, the cable can be laid in a metal cable gutter.
Figure 7-1 Mechanical Protection of the Bus Cable
Figure 7-2 Interrupting the Conduit at an Expansion Joint
Installation Guidelines
7-6SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Redundant Bus Cables
The installation of redundant bus cables involves special requirements. Redundantcables should always be installed on separate cable racks to avoid simultaneousdamage by the same event.
Install Bus Cables Separately
To prevent accidental damage to bus cables, they should be clearly visible andshould be separate from all other wiring and cables. To improve EMC, it is oftenadvisable to install the bus cables in a separate cable channel or in conductive,metal tubes. Such measures also make it easier to localize a faulty cable.
Installation Guidelines
7-7SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
7.4 Electromagnetic Compatibility of Bus Cables
Electromagnetic Compatibility (EMC)
Electromagnetic compatibility (EMC) includes all questions of electrical, magneticand electromagnetic immunity and emission.
To avoid external interference affecting electrical systems, these effects must bereduced to a certain level. The measures involved include the design, structureand correct connection of the bus cable. The components and bus cables forSIMATIC NET Industrial Ethernet meet the requirements of the Europeanstandards for devices used in an industrial environment. This is documented by theCE marking.
Note
Adherence to the specified limit values can only be guaranteed when using com-ponents for SIMATIC NET Industrial Twisted Pair exclusively and by keeping tothe installation instructions in this manual!
7.4.1 Measures to Counter Interference Voltages
Overview
Measures are often taken to suppress interference voltages when the controlsystem is already in operation and problems occur receiving signals. You can oftenreduce the investment necessary for such measures (for example specialcontactors) by remembering the following points when installing your automationsystem.
These include the following:
S Connecting all inactive metal parts to chassis ground
S Shielding devices and cables
S Special noise suppression measures
S Suitable positioning of devices and cable routing
Installation Guidelines
7-8SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
7.4.2 Special Noise Suppression Measures
Connecting Switched Inductances to Suppressors
Some inductive switching devices (for example relays) create interference voltagesthat are a multiple of the switched operating voltage. The ET200 system manualscontain suggestions about how to limit the interference voltages caused byinductance by connecting them to suppressors.
Power Supply for Programming Devices
It is advisable to include a power socket for programming devices in each cabinet.The socket must be supplied by the same system to which the PE conductor forthe cabinet is connected.
Cabinet Lighting
Use bulbs for the cabinet lighting, for example LINESTRAR lamps. Avoid the useof fluorescent lamps since they cause interference. If you need to use fluorescentlamps, take the measures shown in Figure 7-3.
Wire-mesh screen over the lamp
Shielded cable
Metal-encased switch
Power supply filter or shieldedpower cable
Figure 7-3 Measures for Interference Suppression of Fluorescent Lamps in a Cabinet
Installation Guidelines
7-9SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
7.4.3 Installation and Grounding of Inactive Metal Parts
Grounding
Connect all inactive metal parts in the immediate vicinity of your automationcomponents and bus cables to ground (PE system). This includes all metal parts ofcabinets, machine parts etc. that have no electrical function in the automationsystem. Connecting these parts to a uniform system chassis produces a uniformreference potential for your system and reduces the effects of coupled-ininterference. For detailed information about grounding techniques, refer to thesystem manuals of the SIMATIC S7 300 and 400 programmable controllers.
7.4.4 Using the Shields of Electrical Bus Cables
Definition
Shielding is a technique used to counteract the effects of magnetic, electrical orelectromagnetic interference fields.
Interference currents on cable shields must be discharged to ground by short,conductive, large-area connections. To prevent these interference currentsreaching a device or wiring closet, this discharge must take place immediatelybefore or at the point at which the cable enters the device casing/wiring closet.
Cable Shields
Note the following points about cable shields:
S Use SIMATIC NET Industrial Twisted Pair cables throughout your system. Theshields of these cables have an adequate shield density to meet the legalrequirements regarding noise emission and immunity.
S Always contact the shields of bus cables at both ends. The legal requirementsfor noise emission and noise immunity in your system (CE marking) can only beachieved when the shields make contact at both ends.
S Secure the shield of the bus cable to the connector casing.
S If cables are installed permanently, it is advisable to remove the insulation of theshielded cable and to establish contact on the shield/PE conductor bar.
Installation Guidelines
7-10SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Note
If there is a potential difference between the grounding points, an illegally highcompensating current can flow through the shield grounded at both ends. To rec-tify the problem, do not, under any circumstances, open the shield of the bus ca-ble.
This problem can be solved in the following ways:
S Install an additional bonding conductor parallel to the bus cable that takes overthe shield current (for notes on equipotential bonding refer to Section 7.4.5)
S Use fiber-optic cable instead of electrical cable (safest solution).
Handling the Shield
Note the following points when handling the shield:
S Secure the braided shield with metal cable clamps.
S The clamps must make good and large-area contact with the shield (see Figure7-4 ).
S Contact SIMATIC NET Industrial Twisted Pair cables only using the braidedcopper shield and not the aluminum foil shield. The foil shield is connected to aplastic foil to increase tearing strength and is therefore non-conductive.
S Contact the shield with the shielding bar directly at the point at which the cableenters the cabinet.
Installation Guidelines
7-11SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Figure 7-4 Securing Shielded Cables with Cable Clamps and Ties (schematic representation).
S When removing the sheath of the cable, make sure that the braid shield of thecables is not damaged.
S To allow good contact between grounding elements, tin-plated or galvanicallystabilized surfaces are ideal. With galvanized surfaces, the necessary contactshould be achieved using suitable screws. Painted surfaces should be avoidedat the contact points.
S Do not use shield clamps/contacts for strain relief. The contact with theshielding bar could be impaired or be broken altogether.
Installation Guidelines
7-12SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Figure 7-5 Contacting the Shield at the Point of Entry to a Closet
7.4.5 Equipotential Bonding
When do potential differences occur?
Potential differences can, for example, be caused by different power supplies.Potential differences between separate parts of the system can be damaging if thecable shields are contacted at both ends and grounded to different parts of thesystem.
How to you avoid potential differences?
Potential differences must be reduced by installing bonding conductors so that thefunctions of the electronic components used is guaranteed.
When and why is equipotential bonding necessary?
The shield of the Industrial Twisted Pair cable must not have compensatingcurrents. This is, however, the case if parts of the system connected by the cableshield are connected to different grounding points.
Installation Guidelines
7-13SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Rules for Equipotential Bonding
Remember the following points about equipotential bonding systems:
S The effectiveness of equipotential bonding is greater when the impedance ofthe bonding conductor is low.
S The impedance of the additional bonding conductor must not exceed 10% ofthe shield impedance of the Industrial Twisted Pair cables.
S Make large-area contact between the bonding conductor and the PE conductor.
S Protect the bonding conductor from corrosion.
S Install the bonding conductor so that the area enclosed by the bondingconductor and signal cables is as small as possible.
S Use copper or galvanized steel for the bonding conductor.
S Include metal, conducting cable channels/racks in the equipotential bonding ofthe building and between the individual parts of the system. The individualsegments of the channels/racks must be connected together with lowinductance and low resistance and connected to the building ground system asoften as possible. Expansion joints and angled connections should be bridgedby additional flexible grounding bands.The connections between the individual segments of channels must beprotected from corrosion (long-term stability)
S If there are connections between sections of buildings (for example separatedby expansion joints) with their own reference point for the building groundnetwork, a bonding conductor (equivalent copper cross-sectional area .10mm2) must be installed parallel to the cables. This bonding conductor is notnecessary if metal, conducting cable channels/racks are used.
Note
Bonding conductors are unnecessary if the sections of a system are connectedexclusively using fiber-optic cable (FO).
Installation Guidelines
7-14SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
7.5 Routing Electrical Bus Cables
Interference Caused by Voltages and Currents
Wiring and cables in a system conduct voltages and currents. Depending on theapplication, the amplitudes can be of an order much higher than the signal voltageon the cable. Switching supply voltages can, for example, produce sharply risingsurge voltage peaks in the kV range. If other cables are laid parallel to the LANcable, data exchange on the LAN cables can be disturbed by crosstalk. To achieveproblem-free operation of the bus system, certain rules must be adhered to wheninstalling cables. One extremely effective method of suppressing interference is tokeep as large a distance as possible between the cable causing the interference(the culprit) and the cable affected by the interference (the victim).
Fiber-Optic Cables
Fiber-optic cables are not affected by electrical interference and, while mechanicalprotection is necessary, the EMC rules do not apply.
Telecom Cables
Cables for Telecom have special rules generally specified for a particular country(in Germany, Telecom cables must not be laid along with other cables).
7.5.1 Cable Categories and Clearances
Cable Groups
It is useful to group wires and cables into various categories according to thesignals they carry, possible interference signals, and their sensitivity tointerference. Minimum clearances can be specified for these categories so thatinterference-free operation can be expected under normal operating conditions ifthe clearance is adhered to.
Installation Guidelines
7-15SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Conditions
Grouping cables according to voltage classes assumes that the interferencevoltages relate directly to the power supply voltage conducted (the lower thesupply voltage, the lower the interference voltage). Remember, however, that DCor 50 Hz power supply voltages do not represent any danger to Industrial Ethernetbus cables. The critical interference voltages in the kHz to MHz frequency rangeare created by the “consumer” connected to the cable. A 24 V DC cable with whicha relay is switched regularly has a far more critical interference range than a 230 Vcable supplying a light-bulb.
In the information shown below, it is assumed that all the components within anautomation system and all the plant components controlled by the system (forexample machines, robots etc.) at least meet the requirements of the Europeanstandards for electromagnetic compatibility in an industrial environment. If devicesare defective or incorrectly installed, higher interference voltages must beexpected!
The following is assumed:
S The cables for analog signals, data signals and process signals are alwaysshielded.
S The distance from the cables to the chassis surface of the system (cabinet wall,grounded cable channel, ...) is not more than 10 cm.
Note
In general, the greater the distance between cables and the shorter the distancesover which the cables run parallel to each other, the less the danger of interfe-rence.
How to Read the Table
To check how cables of different types must be laid, follow the steps outlinedbelow:
1. Find the cable type of the first cable in column 1 (cables for ...).
2. Find the cable type of the second cable in the relevant section in column 2 (andcables for ...).
3. Read the guidelines for laying the cables in column 3 (lay ...).
Installation Guidelines
7-16SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Table 7-1 Cabling Within Buildings
Cables for ... and cables for ... lay ...
Bus signals, shielded(PROFIBUS, Industrial Ethernet)
Bus signals, unshielded(AS-Interface)
Bus signals, shielded(PROFIBUS, Industrial Ethernet)
Bus signals, unshielded(AS-Interface)
Data signal, shielded(PG, OP, printer, counter inputsetc.)
Analog signals, shielded
DC voltage(≤ 60 V), unshielded
Process signals(≤ 25 V), shielded
AC voltage(≤ 25 V), unshielded
Monitors (coaxial cable)
In common bundles or cablechannels
DC voltage(> 60 V and ≤ 400 V), unshiel-ded
AC voltage(> 25 V and ≤ 400 V), unshiel-ded
In separate bundles or cablechannels (no minimum clearancerequired)
DC and AC voltage(> 400 V), unshielded
Within closets:
In separate bundles or cablechannels (no minimum clearancenecessary)
Outside closets:
On separate cable paths with atleast 10 cm clearance
Installation Guidelines
7-17SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
7.5.2 Cabling within Closets
When cabling within wiring closets, note the following points:
S The minimum clearance between cables of different categories can be found inTable7-1. In general, the risk of interference due to crosstalk is less the greaterthe clearance between the cables.
S Where cables of different categories cross, they should cross at right angles(wherever possible avoid sections where the cables run parallel).
S If there is not enough space to maintain a clearance. 10 cm, the cables shouldbe arranged according to their categories in separate metal, conductivechannels. These channels can then be arranged next to each other. The metal,conductive channels should be screwed to the struts of the rack or the closetwalls making low-resistance and low-inductance contact.
S The shields of all cables entering the wiring closet must be secured as close aspossible to the point of entry and should make large-area contact with closetground.
S Parallel routing of incoming cables and internal closet wiring between the pointof entry into the closet and the shield clamp should be avoided at all costs evenwith cables of the same category.
7.5.3 Cabling within Buildings
When laying cables outside cabinets but within buildings, note the following points:
S The clearances listed in Table 7-1 must be maintained between the variouscable categories and when laying cables on common cable racks.
S If the cables are laid in metal cable channels, the channels can be arrangeddirectly beside each other.If there is only one common metal channel available for all categories, either theclearances shown in Table 7-1 must be maintained or if this is not possible forlack of space, the individual categories should be separated from each other bymetallic partitions. The partitions must be connected to the channel makinglow-resistance and low-inductance contact.
S Cable racks should cross each other at right angles.
S Metallic, conducting cable channels or racks must be included in theequipotential bonding system of the building and between the systemcomponents.
S Note the information on equipotential bonding in Section 7.4.5 in this manual.
Installation Guidelines
7-18SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
7.5.4 Cabling outside Buildings
Using Fiber-Optic Cables
Industrial Twisted Pair is designed for use in the tertiary area. The installation ofIndustrial Twisted Pair cables between buildings in not permitted. LAN connectionsbetween buildings and between buildings and external facilities are only possiblewith fiber-optic cables (FO). Due to the optical transmission principle, fiber-opticcables are not affected by electromagnetic interference. Measures for equipotentialbonding and overvoltage protection are unnecessary with fiber-optic cables.
Installation Guidelines
7-19SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
7.6 Electromagnetic Compatibility of Fiber-Optic Cables
Fiber-Optic Cable
For communications between buildings and/or external facilities, the use offiber-optic cables is generally recommended. Due to the optical transmissionprinciple, fiber-optic cables are not affected by electromagnetic interference.Measures for equipotential bonding and for overvoltage protection are unnecessarywith fiber-optic cables.
Note
Fiber-optic cables are ideally suited for LAN connections in areas with high noiselevels. Remember, however, that bus components operating on an electrical basissuch as OLMs, OSMs/ORMs etc. may require additional noise protectionmeasures if they are being operated in such areas. These must be protected usingthe measures already mentioned such as shielding, grounding, minimumclearance to sources of interference etc.
Installation Guidelines
7-20SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
7.7 Installing LAN Cables
7.7.1 Instructions for Installing Electrical and Optical LAN Cables
General
During installation, remember that LAN cables can only be subjected to a certainamount of mechanical strain. Cables can be damaged or even destroyed by toomuch tensile stress or pressure, by torsion or by bending them too sharply. Thefollowing instructions will help you to avoid damage when installing LAN cables.
If cables are subjected to strain or stress as listed above, they should always bereplaced.
Storage and Transportation
During storage, transportation and cabling, the open ends of the LAN cable(without connectors) must be kept closed with a shrink-on cover to preventoxidation of the cores and to keep dampness out of the cable.
Temperatures
During transportation, cabling and operation, the cable must not be exposed totemperatures below the specified minimum temperature or above the specifiedmaximum temperature otherwise the electrical and mechanical characteristics ofthe cables can deteriorate. The permitted temperature ranges of your LAN cablecan be found in the technical data sheets of the LAN cables in Chapters 4 and 5.
Tensile Strength
The tensile force exerted on the cables during or after installation must not exceedthe limits of tensile strength of the cables. The permitted tensile strain on your LANcable can be found in the technical data sheets of the bus cables in Chapters 4and 5.
Pull Preassembled Cables Using Cable Grips
To pull preassembled cables, make sure that you use cable grips. These surroundthe connector and protect it from damage when pulling in the cable.
Fitting strain relief
Make sure that you provide strain relief approximately 1 m from the connectionpoint on all cables subject to tensile force. Shield clamps are not adequate forstrain relief.
Installation Guidelines
7-21SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Pressure
Too much pressure on the cables must also be avoided, for example crimping thecable when securing it in position.
Torsion
Torsion can lead to the elements of a cable being displaced and degrading theelectrical characteristics of cables. LAN cables must not be twisted.
Bending Radius
To avoid damage within the LAN cables, they must at no time be bent moresharply than the minimum bending radius. Note that the permitted bending radii
S are larger when pulling in the cable under tensile strain than in the fixed,installed state
S Bending radii for non--circular cables apply only to bending the flat, broadersurface. Bends in the narrower surface require much greater radii.
The permitted bending radii for your LAN cable can be found in the technical datasheets of the LAN cables in Chapter 4 and 5.
Avoid Loops
When laying LAN cables, roll them tangentially from the cable drum or useappropriate rotary tables. This prevents loops forming and resulting in kinks andtorsion.
Installing other Cables
Remember that cables must not be subjected to excessive strain and stress wheninstalled. This can, for example, happen when cables are installed along with othercables on a common rack or in a common duct (providing this is electricallypermitted) and when new cables are pulled along the same path later (duringrepairs or when extending a system).
Installation Guidelines
7-22SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
7.8 Additional Instructions on Installing Fiber-Optic Cables
Protecting Connectors from Contamination
Fiber-optic cable connectors are sensitive to contamination. Unconnected maleand female connectors must be protected with the supplied dust caps.
Attenuation Variations under Load
During installation, fiber-optic cables must not be twisted, stretched or squashed.The specified limit values for tensile strain, bending radii and temperature rangesmust be adhered to. During installation, the attenuation values can vary slightly,these variations are, however, reversible providing the strain limits are notexceeded.
Pull Cables Using Cable Grips and Protect Connectors
If the cable does not have a Kevlar pulling attachment, make sure that you usecable grips. Before fitting the cable grip, make sure that the connectors ofpreassembled cables are protected from the pressure exerted by the cable grip, forexample using a piece of protective tube.
Fit Strain Relief
Although the BFOC connectors have their own strain relief and kink protection, it isadvisable to arrange for additional strain relief as close as possible to theconnected device to protect against mechanical strain.
Plan Adequate Attenuation Reserves
When installing cables over greater distances, it is advisable to take into accountone or more repair splices in the power loss budget.
Electromagnetic Immunity
Fiber-optic cables are immune to electromagnetic interference. Installing cables incable channels along with other cables (for example 230 V/380 V power supplycables) causes no problems. When installing in cable channels, however, makesure that the permitted strain on the fiber-optic cables is not exceeded when pullingin other cables later.
Installation Guidelines
7-23SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
7.9 Fitting Industrial Twisted Pair Connectors
General
The 2-pair standard cable can be supplied in different lengths (by the meter)without connectors or preassembled with connectors.
To maintain the excellent EMC and transmission characteristics of the IndustrialTwisted Pair cabling system, connectors must be fitted with extreme care followingthe installation instructions exactly.
How to fit the 9-pin and the 15-pin connectors is explained in detail on the followingpages.
Industrial Twisted Pair Connector, 9-Pin
Figure 7-6 shows all the parts of a 9-pin sub D connector.
Copperband
Connector casing
Cable clamp
Cable clamp screw
Cover
Connector insert withfour screwterminals
Cover screw
Figure 7-6 Industrial Twisted Pair Sub D Connector (9-Pin) for User Assembly
Installation Guidelines
7-24SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Fitting the Connector
1. Remove approximately 30 mm of the outer sheath from the braided shield.
30
2. Cut round the braided shield approximately 10 mm from the edge of theouter sheath and pull off the loose shield.
10
3. Turn back the braided shield over the outer sheath.
-- Unwind the aluminum foil shield up to a point approximately 15 mm from thefolded back braided shield and cut off the unwound material.
-- Remove the plastic foil and blind elements.
-- Remove approximately 5 mm of the insulation from the conductors.
5 10 15
Installation Guidelines
7-25SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
4. Wrap copper band around the braided shield
5. Fit the connector
-- Fit the connector insert into the connector casing
-- Fit the lower cable clamp into the grooves of the connector casing
-- Assign the conductor pairs to the screw terminals
-- Fit the cable into the connector casing so that the braided shield with thecopper band lies in the cable clamp
-- Fit the upper cable clamp into the grooves of the connector casing andscrew it tight
-- Secure the conductors in the screw terminals
-- Screw the cover on to the connector casing
5 9 1 6
Shield foil
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
Braided shieldwrapped with copperband
Figure 7-7 9-Pin sub D Male Connector Fitted to the Standard Cable
Installation Guidelines
7-26SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Industrial Twisted Pair Connector, 15-Pin
Figure 7-8 shows all the components of a 15-Pin sub D connector
Copper band
Cable clamp
Cover screw
Cover
Connector insert with fourscrew terminals
Figure 7-8 Industrial Twisted Pair Sub D Male Connector (15-Pin) for User Assembly
Installation Guidelines
7-27SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Fitting Connectors
1. Remove approximately 35 mm of the outer sheath from the braided screen.
35
2. Cut the braided shield approximately 10 mm from the edge of the outersheath and pull off the loose shield.
Shorten the white-blue pair by approximately 3 mm to 32 mm(to introduce the cable as shown in Figure 7-9).
white/bluewhite/orange
10
32
3. - Fold back the braided shield over the outer sheath.
-- Unwind the aluminum foil shield leaving approximately 15 mm (shorter pair)or approximately 18 mm (longer pair) to the folded back braided shield andcut off the unwound shield.
-- Remove the plastic foil and blind element.
-- Remove approximately 5 mm of insulation from the conductors.
white/bluewhite/orange
5
15
1812
Installation Guidelines
7-28SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
4. Wrap copper band around the braided shield.
5. Fitting the connector
-- Fit the lower cable clamp into the grooves of the connector casing.
-- Fit the cable into the connector casing so that the braided shield with thecopper band lies in the cable clamp.
-- Fit the upper cable clamp into the grooves of the connector casing andscrew it tight.
-- Assign the conductor pairs to the screw terminals.
-- Secure the conductors in the screw terminals.
-- Screw the cover on to the connector casing.
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
5 12 3 10
Braided shieldwrapped with copperband
Shield foil
Figure 7-9 15--Pin sub D Male Connector Fitted to the Standard Cable
Installation Guidelines
7-29SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
7.10 Connecting Fiber-Optic Cables
BFOC Connectors
Industrial Ethernet fiber-optic network components use only glass fiber-optic cableswith BFOC connectors.
Figure 7-10 BFOC Connectors with Dust Caps
Note
Connectors should only be fitted to glass fiber-optic cables by trained personnel.When fitted correctly, they allow extremely low coupling attenuation and the valuecan be repeated after inserting the connector several times.
Preassembled Cables
To be able to use glass fiber-optic cables with untrained personnel, glass fiber-opticcables are also available with four BFOC connectors already fitted.
For ordering data, please refer to the current SIMATIC NET Catalog IK10.
Fitting connectors on site
If it is necessary to fit connectors on site,- BFOC connectors and suitable tools can be ordered (see IK10)- SIEMENS provides this service.
You can obtain further information from your Siemens contact in your localSiemens office.You will find the addresses:-- in our Catalog IK10-- on the Internet (http//www.ad.siemens.de)
Installation Guidelines
7-30SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
!Caution
Fiber-optic cable connectors are susceptible to contamination and mechanical da-mage. Protect open connections with the supplied dust caps. Only remove thedust cap immediately before making the connection.
8-1SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Dimension Drawings
Chapter Overview
8 Dimension Drawings 8-1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.1 Optical Link Module (OLM) and Electrical Link Module (ELM) 8-2. . . . . . . . . .
8.2 Optical Switch Module (OSM) 8-3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.3 Optical Redundancy Manager (ORM) 8-5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.4 ASGE Active Star Coupler 8-6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.5 MINI OTDE Optical Transceiver 8-7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.6 Connectors 8-8. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
Dimension Drawings
8-2SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
8.1 Optical Link Module (OLM) and Electrical Link Module (ELM)
80
approx. 85
appr
ox.1
50
90
73 15
110
11
15
Tilting/removingthe OLM
Figure 8-1 Industrial Ethernet OLM/ELM
Dimension Drawings
8-3SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
8.2 Optical Switch Module (OSM)
Front View of the OSM
Industrial Ethernet OSM
1113
0
15
appr
ox.1
50
160
Figure 8-2 Industrial Ethernet OSM (Front View)
Dimension Drawings
8-4SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Side View of the OSM
15
Tilting/Removing theOSM
approx.
85
67
Figure 8-3 Industrial Ethernet OSM (Side View)
Dimension Drawings
8-5SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
8.3 Optical Redundancy Manager (ORM)
Front View of the ORM
Industrial Ethernet ORM
434 (for installation in a 19” cabinet)
Figure 8-4 Industrial Ethernet ORM (Front View)
Side View of the ORM
approx.
150
44
279
Figure 8-5 Industrial Ethernet ORM (Side View)
Dimension Drawings
8-6SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
8.4 ASGE Active Star Coupler
Front View of the ASGE Active Star Coupler
449 (for installation in a 19” cabinet)
133
Figure 8-6 ASGE Active Star Coupler (Front View)
Side View of the ASGE Active Star Coupler
Since the fiber-optic cable with its minimum bending radius and connector lengthtakes the most space of all possible cables, it is used here as a guideline for theminimum clearance to the front of the ASGE active star coupler. At the back,space must be left for one or more power supply connectors.
150
297
90
Figure 8-7 ASGE Active Star Coupler (Side View)
Dimension Drawings
8-7SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
8.5 MINI OTDE Optical Transceiver
At both ends of the optical transceiver, a clearance of approximately 100 mm to themetal casing must be maintained for the AUI or fiber-optic cable. This distance isnecessary to keep to the maximum bending radius with the connector lengthalready included in the calculation (see, for example Figure 8-7).
22 91
44
Figure 8-8 MINI OTDE Optical Transceiver
Dimension Drawings
8-8SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
8.6 Connectors
9-Pin sub D Connectors
The 9-pin sub D connector for user assembly and the version used onpreassembled cables have different cable outlets. This results in different bendingradii for the outgoing cable (see Figure 8-10 and Figure 8-11). The specifiedbending radii apply to the ITP standard cable.
37 6
57approx.
100
15
31
14
Figure 8-9 9-Pin sub D Connector for User Assembly
37 6
57approx. 33
15
31
Figure 8-10 9-Pin sub D Connector on a Preassembled Cable
Dimension Drawings
8-9SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
15-Pin Sub D Connectors
The 15-pin sub D connector for user assembly and the version used onpreassembled cables have different cable outlets. This results in different bendingradii for the outgoing cable (see Figure 8-10 and Figure 8-11). The specifiedbending radii apply to the ITP standard cable.
The direction of the cable outlet in both connector versions can be adjusted at -30,0 (horizontal) and +30.
47
4013
15 62
Figure 8-11 15-Pin sub D Connector for User Assembly
47
406
15
Figure 8-12 15-Pin Sub D Connector on a Preassembled Cable
Dimension Drawings
8-10SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
RJ-45 Connector
1523409
14
Figure 8-13 RJ-45 Connector
A-1SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
References
Manuals and Further Information
SIMATIC NET Industrial Ethernet is based on the following standards andguidelines:
/1/ ANSI/IEEE Std 802.3--1993 (ISO/IEC 8802--3: 1993)Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) Ac-cess Method and Physical Layer Specifications
/2/ IEEE Std 802.3c--1985Supplement to 802.3--Repeater Unit for 10 Mb/s Baseband Networks(Sections 9.1--9.8)
/3/ IEEE Std 802.3i--1990Supplement to 802.3 -- System Considerations for Multisegment 10M/S Baseband Networks (Section 13) and Twisted Pair Medium Attach-ment Unit and Baseband Med Spec, Type 10BASE--T (Section 14)
/4/ IEEE 802.3j--1993Supplement to 802.3 -- Fiber Optic Active and Passive Star--BasedSegments, Type 10BASE--F (Sections 15--18)
/5/ IEEE Std 802.3u--1995Local and Metropolitan Area Networks--Supplement -- Media AccessControl (MAC) Parameters, Physical Layer, Medium Attachment Unitsand Repeater for 100 MB/s Operation, Type 100BASE--T (Clauses21--30)
The following standards contain general information andregulations for networking plants:
/6/ DIN VDE 0100 Teil 410Errichten von Starkstromanlagen mit Nennspannungen bis 1000 V;Schutzmaßnahmen; Schutz gegen gefährliche Körperströme
and
DIN VDE 0100 Teil 540Errichten von Starkstromanlagen mit Nennspannungen bis 1000 V;Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel; Erdung, Schutzlei-ter, Potentialausgleichsleiter
A
References
A-2SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
/7/ DIN EN 60950,Safety of information technology equipment including electrical officeequipment(IEC950; 1991, modified and IEC 950A1; 1992Deutsche Fassung EN 60950; 1992 + A1: 1993DIN Deutsches Institut für Normung e.V. Berlin
/8/ VG 95375 Teil 3Elektromagnetische Verträglichkeit, Grundlagen und Maßnahmen fürdie Entwicklung von Systemen,Teil 2: Verkabelung, Dezember 1994DIN Deutsches Institut für Normung e.V. Berlin
The following manuals contain information on SIMATIC NETIndustrial Ethernet:
/9/ SIMATIC NET Manual for Triaxial NetworksOrder number: 6GK1970--1AA20--0AA1
/10/ SIMATIC NET Manual Ethernet (ASGE Star Coupler)Order number: HIR: 943 320--001 GermanOrder number: HIR: 943 320--011 English
The following manuals contain information on networking SIMATICprogrammable controllers:
/11/ SIMATIC S7--300 Programmable Controller,Hardware and Installation ManualSIEMENS AGPart of the “S7--300, M7--300 Documentation Package,Order number: 6ES7 398--8AA01--8AA1”
/12/ SIMATIC S7--400, M7--400 Programmable Controller,Hardware and Installation ManualSIEMENS AGPart of the “S7--400, M7--400 Documentation Package,Order number: 6ES7 498--8AA01--8AA1”
Order numbers
The order numbers of the SIEMENS documentation listed above can be found inthe catalogs SIMATIC NET Industrial Communication, Catalog IK 10” and ”SIMA-TIC Components for Fully Integrated Automation, Catalog ST 70”.
You can order these catalogs and obtain further information and details of availabletraining courses from your local SIEMENS office or national head office.
B-1SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
SIMATIC NET -- Support and Training
SIMATIC Training Center
To help you to become familiar with the SIMATIC S7 automation system, we offer arange of courses. Please contact your regional training center or the cenral trainingcenter in D 90327 Nürnberg, Germany. Infoline: Tel. +49 180 523 5611 Fax. +49180 523 5612
Internet: http://www.ad.siemens.de/training
E-mail: [email protected]
SIMATIC Customer Support Hotline
Open round the clock, worldwide:
Johnson City
Nuremberg
Singapore
SIMATIC Basic Hotline
Nuremberg
SIMATIC BASIC Hotline
Johnson City
SIMATIC BASIC Hotline
Singapore
SIMATIC BASIC HotlineLocal time: Mo.-Fr. 8:00 to 18:00
Phone: +49 (911) 895-7000
Fax: +49 (911) 895-7002
E-Mail: [email protected]
Local time: Mo.-Fr. 8:00 to 17:00
Phone: +1 423 461-2522
Fax: +1 423 461-2231
E-Mail: [email protected]
Local time: Mo.-Fr. 8:30 to 17:30
Phone: +65 740-7000
Fax: +65 740-7001
E-Mail: [email protected]
B
SIMATIC NET -- Support and Training
B-2SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
SIMATIC Premium Hotline(Calls charged, only withSIMATIC Card)
Time: Mo.-Fr. 0:00 to 24:00
Phone: +49 (911) 895-7777
Fax: +49 (911) 895-7001
SIMATIC Customer Support Online Services
The SIMATIC Customer Support team provides you with comprehensive additionalinformation on SIMATIC products in its online services:
S You can obtain general current information:
-- On the Internet at http://www.ad.siemens.de/net
-- Using fax polling no. 08765 - 93 02 77 95 00
S Current Product Information leaflets and downloads which you may find usefulfor your product are available:
-- On the Internet at http://www.ad.siemens.de/csi/net
-- Via the Bulletin Board System (BBS) in Nuremberg (SIMATIC CustomerSupport Mailbox) under the number +49 (911) 895-7100.
To access the mailbox, use a modem with V.34 (28.8 Kbps) capability whoseparameters you should set as follows: 8, N, 1, ANSI, or dial in using ISDN(x.75, 64 Kbps).
Ordering Special Cables
You can order special cables and special lengths of all SIMATIC NET LAN cablesfrom
A&D SE V22WKF FürthHr. HertleinTel.: +49 911 /750--4465Fax: +49 911/750--9991email: [email protected]
Further Support
if you have further questions on SIMATIC NET products, please contact yourSiemens representative in your local Siemens office.
You will find the addresses listed
S in our catalog IK 10
S on the Internet (http://www.ad.siemens.de)
1
Description and operating instructionsLink Modules for Industrial Ethernet
SIMATIC NETIndustrial EthernetOLM V2.0 / ELM
The SIMATIC NET link modules forIndustrial Ethernet allow Ethernet networksto be constructed flexibly in accordancewith IEEE standard 802.3 using opticalwaveguide (F/O) and copper technology.The link modules provide several connec-tion options in one piece of equipment andare plugged onto the standard bar.
The OLMs (optical link modules) have threeindustrial twisted pair (ITP) interfaces andtwo BFOC optical interfaces. It is possible toconnect up to three pieces of terminalequipment or other ITP segments usingITPs, and F/Os can be used to connect up totwo more pieces of terminal equipment oroptical network components (OLM, ECFL2,Mini-OTDE, etc.).
Besides the three industrial twisted pair(ITP) interfaces, the ELMs (electrical linkmodules) have an AUI interface. It is possi-ble to connect an Ethernet segment to aCSMA/CD local area network (LAN) with atransmission speed of 10 Mbit/s via the AUIinterface.
Both modules conform to the specificationsof ISO/IEC standard 8802-3.
You will find a detailed description of con-structing a network with link modules andnotes on network planning and installationin the “Industrial Twisted Pair” manual.
Order no.
6GK1102-4AA00/6GK1102-5AA00
Industrial Ethernet OLM V2.0
Industrial Ethernet ELM
SIMATIC NET OLM Industrial Ethernet
P 1
DA
P 2
Port 1
Port 2
CD
Port 3
LS1
LS2
LS3
LS4
LS5
P 1
DA
P 2
Port 1
Port 2
CD
Port 3
SIMATIC NET ELM Industrial Ethernet
LS1
LS2
LS3
2
We have checked that the contents of thetechnical publication agree with the hard-ware and software described. However, it isnot possible to rule out deviations comple-tely, so we are unable to guarantee comple-te agreement. However, the details in thetechnical publication are checked regularly.Any corrections which prove necessary arecontained in subsequent editions. We aregrateful for suggestions for improvement.
We reserve the right to make technicalmodifications.
Permission is not given for the circulationor reproduction of this document, its use orthe passing on of its contents unless gran-ted expressly. Contravention renders theperpetrator liable for compensation fordamages. All rights reserved, in particularin the case of patent grant or registration ofa utility or design.
Copyright © Siemens AG 1998All Rights Reserved
Note
We would point out that the content ofthese operating instructions is not part of,nor is it intended to amend an earlier or exi-sting agreement, permit or legal relation-ship. All obligations on Siemens arise fromthe respective purchasing agreement whichalso contains the full warranty conditionswhich have sole applicability. These con-tractual warranty conditions are neitherextended nor restricted by comments inthese operating instructions.
We would furthermore point out that forreasons of simplicity, these operatinginstructions cannot describe everyconceivable problem associated with theuse of this equipment. Should you requirefurther information or should particularproblems occur which are not treated insufficient detail in the operating instruc-tions, you can request the necessary infor-mation from your local Siemens office.
General
Electricity is used to operate this equip-ment. Comply in every detail with the safetyrequirements specified in the operatinginstructions regarding the voltages toapply!
vWarning!If warning notes are ignored, it istherefore possible for severe injuriesand/or material damage to occur.
Only appropriately qualified staffshould work on or near this equip-ment. Such staff must be thoroughlyacquainted with all the warningsand maintenance measures contai-ned in these operating instructions.
The proper and safe operation ofthis equipment assumes propertransport, appropriate storage andassembly and careful operation andmaintenance.
Staff qualificationrequirements
Qualified staff within the meaning of theseoperating instructions or the warning notesare persons familiar with setting up, assem-bling, starting up and operating this productand who have appropriate qualifications tocover their activities, such as:
– training or instruction/entitlement toswitch circuits and equipment/systems onand off, earth them and identify them inaccordance with current safety standards;
– training or instruction in accordance withcurrent safety standards in looking afterand using appropriate safety equipment;
– first aid training.
3
Safety guidelines
vWarning!The OLM/ELM units are designed foroperation with safety extra-low vol-tage. Accordingly, only safety extra-low voltages (SELV) toIEC950/EN60950/VDE0805 may beconnected to the supply voltageconnections.
1. Functional description
1.1 GENERAL FUNCTIONSSignal regenerationThe OLM/ELM processes the signal shapeand amplitude of the data received.
RetimingIn order to prevent jitter increasing overseveral segments, the OLM/ELM retimes thedata to be transmitted.
Preamble regenerationThe OLM/ELM supplements lost preamblebits from data received to 64 bits (incl. thestart of frame delimiter (SFD)).
Fragment extension Collisions can cause short fragments tooccur. If the OLM/ELM receives a fragment,this is supplemented to give the minimumlength of 96 bits. This ensures reliable colli-sion detection by all network participants.
Collision handlingIf the OLM/ELM detects a data collision, itinterrupts the transmission. For theduration of the collision, the collided datapackage is replaced by a jam signal toensure collision detection by the terminalequipments.
Auto partitioningNetwork failures can be caused by perma-nent occupancy, interrupted lines, lack ofterminating resistors, damaged cable insu-lation and frequent collisions due to electro-magnetic interference. In order to protectthe network from such failures, theOLM/ELM in this case separates the seg-ment in the receiving direction from the restof the network.The OLM/ELM has this auto partitioningfunction individually at each port. The otherports can thus continue to be operatedwithout interference if one of the ports hasbeen auto partitioned. In the event of autopartitioning, transmission continues intothe ITP segment or the F/O line but recepti-on at this port is blocked.
With twisted pair, auto partitioning is activa-ted if – a data collision lasts longer than 105 µs or– there are more than 64 consecutive data
collisions.
With F/O, auto partitioning becomes activewhen– a data collision lasts longer than 1.5 ms
(normal mode) or 0.2 ms (redundantmode) or
– there are more than 64 (normal mode) or16 (redundant mode) consecutive datacollisions.
ReconnectionThe segment is reconnected to the networkas soon as a package with the minimumlength of 51 µs is received without collisionat the relevant port, i. e. when the segmentis working properly again.When the redundant mode is active, packa-ges >51 µs sent at a F/O port withoutcollision also lead to reconnection.
Jabber controlDue to a defective bus coupler or LAN con-troller, for example, the network can be con-tinuously occupied with data. To protectagainst this, the OLM/ELM interruptsreception– at the affected ITP or AUI port after 5.5
ms. 9.6 µs after the end of the error theauto partitioning will be canceled.(jabber lockup protection)
– at the relevant F/O port after 3.9 ms. 420ms after the end of the error the auto par-titioning will be canceled.(Rx jabber)
1.2 SPECIFIC FUNCTIONS OF THE ITP INTERFACELink controlThe OLM/ELM monitors the connected ITPline segments for short-circuit or interruptusing regular link test pulses in accordancewith IEEE standard 802.3 10BASE-T. TheOLM/ELM does not transmit any data in anITP segment from which it does not receivea link test pulse.
Note: A non-occupied interface is assessedas a line interrupt. The ITP line to terminalequipment which is switched off is likewiseassessed as a line interrupt as the de-energised bus coupler cannot transmit linktest pulses.
Auto polarity exchangeIf the reception line pair is incorrectlyconnected (RD+ and RD- switched) polarityis automatically reversed.
1.3 SPECIFIC FUNCTIONS OF THEF/O INTERFACELink controlThe OLM monitors the connected F/O linesfor interrupts using regular link test pulsesin accordance with IEEE standard 802.310BASE-FL. The OLM transmits no data toan F/O line from which it is receiving no linktest pulse.
RedundancyIn areas where data security has top priori-ty, it is possible with the aid of the redun-dancy function to bridge any failure of anF/O line or OLM. To do so, a replacementline is frequently routed in a different cablerun. In the event of a fault, there is an auto-matic switch between the main line and thereplacement. A cross-link within the busstructure creates a ring (see Fig. 6). If anyOLM link or OLM fails, every other OLM canstill be reached with the aid of the redun-dant run.
1.4 DISPLAY ELEMENTSEquipment statusThe 4 LEDs on top provide informationabout statuses which affect the function ofthe entire OLM/ELM.P1 – Power 1 (green LED)– lit: supply voltage 1 present– lit not: – supply voltage 1 not present,
– hardware fault in OLM/ELM
P2 – Power 2 (green LED)– lit: supply voltage 2 present– lit not: – supply voltage 2 not present,
– hardware fault in OLM/ELM
DA – Data (yellow LED)– lit: OLM/ELM receiving data at at least 1
interface– lit not: – OLM/ELM not receiving data at
any interface,– hardware fault in OLM/ELM
Depending on network load, the illuminati-on of the LED can vary between a brieflighting up to permanent illumination.
CD – Collision Detect (red LED)– lit: data collision detected at OLM/ELM
level– lit not: – no data collision at OLM/ELM
level
Port Status ELMThese groups of LEDs display port-relatedinformation.LS1 to LS3 - link status of the ITPports (3 x green LED)– lit: ELM receiving link test pulses from
ITP segment,– the ITP segment connected is
working properly– lit not: ELM is not receiving any link test
pulses from ITP segment,– the assigned ITP port is not
connected,– the equipment connected is
switched off,– the ITP line is interrupted or
short-circuited
Port Status OLMV2.0These groups of LEDs display port-relatedinformation.LS1 to LS3 - link status of the ITPports (3 x green LED)– lit: OLM receiving link test pulses
from ITP segment,– the ITP segment connected is
working properly– flashes 2 times
per period: port has auto partitioned– lit not: OLM is not receiving any link test
pulses from ITP segment,– the assigned ITP port is not
connected,– the equipment connected is
switched off,– the ITP line is interrupted or
short-circuited
LS4 – link status of F/O port 4 (green LED)– lit: OLM receiving link test pulses
from F/O segment,– the F/O segment connected is
working properly
4
AUI connection (ELM)An AUI port to IEEE 802.3 enables ELMequipment to be connected to an Ethernetsegment via a bus coupler. The data and CDlines of the AUI port are DC-decoupled fromthe supply voltages. The voltage (+ 12 V DC)to supply a bus coupler has the earth of thesupply voltage as a reference potential.
Note: When connecting the ELM to aSINEC bus coupler with 2 interfaces (level 4of issue or less), use only the left-handinterface of the coupler.
Fig. 5: Pin configuration of 5-pin terminalblock
+24 V
+24 V *
Fault
L1+
L2+
M
F1
F2
GNDCollision in CI-ATransmit DO-A
GNDReceive DI-A
GNDnot used
GND
Pin 1Pin 2Pin 3Pin 4Pin 5Pin 6Pin 7Pin 8
Pin 9Pin 10Pin 11Pin 12Pin 13Pin 14Pin 15
Collision in CI-BTransmit DO-BGNDReceive DI-BVoltage +12 V / 0,5 AGNDnot used
Fig. 4: Pin configuration of AUI interface
Pin 6 RD-Pin 7 n.c.Pin 8 n.c.Pin 9 TD-
RD+ Pin 1n.c. Pin 2n.c. Pin 3n.c. Pin 4TD+ Pin 5
Fig. 3: Pin configuration of an ITP interface
1.5 CONTROLS6-pin DIP switchUsing the 6-pin DIP switch on the top of theOLM/ELM housing– the message about the link statuses can
be suppressed by the indicator contact ona port-by-port basis. Using switches LA1to LA5 (LA1 to LA3 on the ELM), the mes-sage about the link status of ports 1 to 5(1 to 3 on ELM) is suppressed. State ondelivery: switch position 1 (on), i.e. messa-ge not suppressed.
- port 5 can be switched to redundant mode(on the OLM). State on delivery: switchposition 0 (off), i.e. port 5 in normal mode.
Fig. 1: 6-pin DIP switch on OLM
LA1
R5
Off On
LA5
LA3LA2
LA4
Port 1
Port 5 Port 5
Port 3Port 2
Port 4about link statusSuppress message
via indicator contact
Redundant mode
Fig. 2: 6-pin DIP switch on ELM
LA1Off On
LA3LA2
Port 1
Port 3Port 2 about link status
Suppress message
via indicator contact
not configured
F/O connection (OLM)2 optical ports to 10BASE-FL (BFOC/2.5 (ST)sockets) enable OLM equipment to be cas-caded as well as redundant rings to be con-structed using F/Os and terminal equipmentto be connected.
5-pin terminal blockThe supply voltage and the indicatorcontact are connected via a 5-pin terminalblock with screw locking mechanism.
1.6 INTERFACESITP connectionThree 9-pin sub-D sockets enable threeindependent ITP segments to be connected.The socket casings are electrically connec-ted to the front panel and thus connected tothe housing of the OLM/ELM.Mechanical locking is by means of a UNC 4-40 screw locking mechanism.– Pin configuration of the 9-pin sub-D
socket:– TD+: pin 5, TD-: pin 9– RD+: pin 1, RD-: pin 6– remaining pins: not configured.
– flashes 2 timesper period: port has auto partitioned
– lit not: OLM not receiving any link testpulses from F/O segment,– the assigned F/O port is not
connected,– the equipment connected is
switched off,– the F/O receiving fibre is inter-
rupted
LS5 – Link status of F/O port 5 (green LED)Normal mode switched on– lit: OLM receiving link test pulses
from F/O segment,– the connected redundant F/O
segment is working properly– flashes 2 times
per period: port has auto partitioned– lit not: OLM not receiving any link test
pulses from F/O segment,– the assigned F/O port is not
connected,– the equipment connected is
switched off,– the F/O receiving fibre is inter-
rupted
LS5 – Link status of F/O port 5 (green LED)Redundant mode switched on– lit: OLM receiving link test pulses
from F/O segment,– the connected redundant F/O
segment is working properlyand is active,
– flashes 1 timeper period: OLM receiving link test pul-
ses from F/O segment,– the connected redundant F/O
segment is working properlyand is in stand-by mode,
– lit not: OLM not receiving any link testpulses from F/O segment,– the assigned F/O port is not
connected,– the equipment connected is
switched off,– the F/O receiving fibre is inter-
rupted
vWarning!The OLM/ELM equipment is desi-gned for operation with SELV. Onlysafety extra-low voltages toIEC950/EN60950/VDE0805 maytherefore be connected to thesupply voltage connections and tothe indicator contact.
– Voltage supply: The voltage supply canbe connected to be redundant. Bothinputs are decoupled. There is no loaddistribution. With redundant supply, thepower pack supplies the OLM/ELM alonewith the higher output voltage. Thesupply voltage is electrically isolated fromthe housing.
– Indicator contact: Contract interruptindicates the following by means of apotential-free indicator contact (relaycontact, closed circuit):– the failure of at least one of the two
supply voltages.– a permanent fault in the link module
(internal 5 V DC voltage, supply voltage1 or 2 not in the permissible range).
– the faulty link status of at least one F/O(on OLM) or ITP port. The indication of the link state might bemasked on a port-by-port basis usingDIP switches.
– at least one port has auto partitioned.Port 5 in redundant mode doesn’t indi-cate the state „auto partitioning“,because this function characterizes theerror free state of the optical ring.
Note: In the case of the voltage supplybeing routed without redundancy, theOLM/ELM indicates the failure of a supplyvoltage. You can prevent this message byfeeding in the supply voltage through bothinputs.
2. Configuration
2.1 LINE STRUCTUREThe OLM/ELM enables line structures to bebuilt up. Cascading can be effected usingboth the ITP and F/O ports (OLM) or with abus coupler via the AUI port (ELM).M When cascading via ITP ports, use a
cable which crosses the signal pairs, i.e.in each case connects output to input.
Detailed planning rules (cascade depth etc.)can be found in the “Industrial Twisted PairNetworks” manual.
5
Industrialtwisted pair
lineF/O line
Industrial twisted pair
line
Ringwith redundant run
DTETwisted
PairTransceiver
TPTR
DTETPTROLM OLM OLM OLM
Port 5Port 4
Fig. 6: Redundant ring structure via the F/O ports of the OLM equipments
4. Further support
In the event of technical queries, please talkto your Siemens contact in theagencies/offices responsible for lookingafter you. You can find the addresses– in our IK10 catalogue– and on the Internet
(http://www.ad.siemens.de)
Our hotline is also at your disposal:Tel: +49 911 895-7000 (Fax: -7001)
Fig. 7: Assembling the OLM/ELM
P 1
DA
P 2
Port 1
Port 2
CD
Port 3
SIMATIC NET OLM f. Industrial Ethernet
LS1
LS2
LS3
LS4
LS5
locking slide
Fig. 8: Dismantling the OLM/ELM
Notes:– The housing of the OLM/ELM is grounded
via the standard bar. There is no separateground connection.
– The screws in the lateral half-shells of thehousing may not be undone under anycircumstances.
– The shielding ground of the industrial twi-sted pair lines which can be connected iselectrically connected to the housing.
3.3 STARTUP PROCEDUREYou start up the OLM/ELM by connectingthe supply voltage via the 5-pin terminalblock. Lock the terminal block with thelocking screw at the side.
3.4 DISMANTLINGTo take the OLM/ELM off the standard bar,insert a screwdriver horizontally under thehousing into the locking slide, pull it (with-out tipping the screwdriver) downwardsand fold the OLM/ELM upwards (Fig. 8).
3. Assembly, startup procedureand dismantling
3.1 UNPACKING, CHECKING– Check whether the package was delivered
complete (see scope of delivery).– Check the individual parts for transport
damage.
vWarning!Use only undamaged parts!
3.2 ASSEMBLYThe equipment is delivered in a ready-to-operate condition. The following procedureis appropriate for assembly:– Check whether the switch pre-setting suits
your requirements.– Pull the terminal block off the OLM/ELM
and wire up the supply voltage and indica-tor lines.
– Fit the OLM/ELM on a 35 mm standard barto DIN EN 50 022.
– Suspend the upper snap-in hook of theOLM/ELM in the standard bar, insert ascrewdriver horizontally under the hou-sing into the locking slide pull this down-wards (cf. Fig. 8, Dismantling) and pressthe bottom of the module onto the stan-dard bar until it locks in position (Fig. 7).
– Fit the signal lines.
2.2 REDUNDANT RING STRUCTURE (OLM)Redundant ring structures can be built upusing the F/O ports of the OLM. Figure 6shows a redundant ring structure with OLMequipment. To do so, the first piece ofequipment is connected to the last in thefiber optical line structure consisting ofOLM equipment (see above) and the redun-dant fiber optical ring thus closed.
To do so, the redundant connection on pre-cisely one of the two OLMs is to be connec-ted to port 5, and port 5 switched to redun-dant mode. Switchover is effected at the 6-pin DIP switch on top of the equipment (seechapter entitled “Functional description -Controls”.
Note: All the modules in the redundantring may only be connected to one anothervia F/O runs (ECFL2, ECFL4).
2.3 COMBINATION WITHCONCENTRATORS OF THE ASGE, MCAND AMC FAMILYThe OLM/ELM can also be combined withconcentrators of the ASGE, MC and AMCfamily. The OLM/ELMs can be cascaded forexample in line structures via the ECFL2,ECFL4, ECTP3 etc. interface cards.The number of pieces of equipment whichcan be cascaded depends on the overallnetwork structure. Redundant ringstructures can be implemented via the F/Oports (OLM).Hints on calculating the maximum networkexpansion can be found in the Ethernetmanual, Chapter 8 (see „Technical Data“ fororder number).
OLMA maximum of 11 OLMs might be cascadedin a fiber optical line.Here the total line length between the termi-nal equipments with the maximum distancemight not exceed 1180 m.The total line length is determined by thetotal sum of all F/O line sections and thetwo ITP lines to the terminal equipments.
ELMA maximum of 13 OLMs/ELMs might becascaded in an ITP line, with a maximumlength of 100 m per ITP line.A maximum of 2050 m total line length isallowed between two terminal equipments.
6
5. Technical data
General data
Operating voltage DC 18 to 32 V safety extra-low voltage (SELV) (redundant inputs decoupled)Current consumption typ. 160 mA (OLM) respectively 80 mA (ELM) at 24 VDC (without AUI-load)
max. 280 mA (OLM) respectively 430 mA (ELM) at 24 VDC (with AUI-load)
Overload current protection at input non-changeable thermal fuseDimensions W x H x D 80 mm x 140 mm x 85 mmMass OLM 900 g, ELM 850 gAmbient temperature 0 ºC to + 60 ºCStorage temperature - 40 ºC to + 80 ºCHumidity 10% to 90% (not-condensing)Protection class IP 30 (OLM), IP 40 (ELM)Radio interference level EN 55022 Class BInterference immunity EN 50082-2
Network size
Transition ITP-Port ↔ ITP-Port (OLM, ELM) F/O port ↔ F/O port (OLM)Propagation equivalent 190 m 260 mVariability Value 3 BT 3 BTTransition ITP-Port ↔ F/O port (OLM) ITP-Port ↔ AUI-Port (ELM)Propagation equivalent 360 m 190 mVariability Value 6 BT 3 BTF/O port (OLM ↔ OLM)
Optical output powerGraded-index fiber 50/125 µm (average) min. -22,0 dBm max. -16,2 dBmGraded-index fiber 62,5/125 µm (average) min. -19,0 dBm max. -12,4 dBm
Optical input power min. -33,0 dBm
ITP line length (ITP-Port ↔ ITP-Port)Length of an industrial twisted pair segment max. 100 mAUI line length (AUI-Port ↔ AUI-Port)Length of an AUI cable max. 50 mF/O line length (example)50/125 µm fiber max. 2.600 m62,5/125 µm fiber max. 3.100 m
Scope of delivery
SIMATIC NET Industrial Ethernet OLM V2.0/ELM incl.terminal block for supply voltagedescription and operating instructions
Order numberSIMATIC NET Industrial Ethernet OLM V2.0 6GK1102-4AA00SIMATIC NET Industrial Ethernet ELM 6GK1102-5AA00
Accessories
“Industrial Twisted Pair Networks” manual 6GK1970-1BA00-0AA0Ethernet manual HIR:943 320-011
Notes on CE identificationThe link modules for IndustrialEthernet comply with the regulati-ons of the following Europeandirective:
89/336/EECCouncil Directive on the harmoni-sation of the legal regulations ofmember states on electromagneticcompatibility (amended by Direc-tives 91/263/EEC, 92/31/EEC and93/68/EEC).
Area used Requirements foremitted interference interference immunity
Residential EN 50081-1: 1992 EN 50082-1: 1992Industrial EN 50081-2: 1993 EN 50082-2: 1995
The product can be used in the residentialsphere (residential sphere, business andtrade sphere and small companies) and inthe industrial sphere.
The precondition for compliance with EMClimit values is strict adherence to the con-struction guidelines specified in thisdescription and operating instructions andin the “Industrial Twisted Pair Networks”manual!
The EU declaration of conformity is keptavailable for the responsible authorities inaccordance with the above-mentioned EUdirectives at:
Siemens AktiengesellschaftBereich Automatisierungs- und AntriebstechnikIndustrielle Kommunikation (A&D PT2)Postfach 4848D-90327 Nürnberg
737 211-002-01-0298Printed in Germany
1
SIMATIC NETDescription and operating instructionsIndustrial Ethernet™ OSM
SIMATIC NETIndustrial Ethernet™OSM
The Industrial Ethernet™ OSM (OpticalSwitch Module) allow Industrial Ethernet™networks in switching technology withindustrial twisted pair (data rate 10 Mbit/s)and one Fast Industrial Ethernet™ backbonewith optical waveguide (F/O, data rate 100Mbit/s) to be constructed.
The use of switching technology simplifiesnetwork configuration and network extensi-on. At the same time, large networks withmany subscribers can be realized.
Industrial Ethernet™ OSMs come with fourIndustrial Twisted Pair (ITP) interfaces, twooptical interfaces (2x2 BFOC sockets, F/Oports) and a standby port.
Up to four terminal devices or completenetwork segments can be connected to anIndustrial Ethernet™ OSM via ITP ports. Exi-sting Industrial Twisted Pair Networksbased on Industrial Ethernet™ OLM/ELMand SIMATIC NET Industrial Ethernet™communication processors with ITP interfa-ces can be directly connected to the ITPports via an ITP line. Terminal devices ornetwork components with RJ45 socket canbe connected via an adapter line.
Other Industrial Ethernet™ OSMs can beconnected via the F/O ports. To furtherincrease network availability, the opticalOSM line can be connected with an Indu-strial Ethernet™ ORM (Optical RedundancyManager) to form a redundant IndustrialEthernet™ backbone ring. For this purpose,the unassigned F/O ports of the OSMs atthe start and finish of the optical line areconnected to the two F/O ports of an Indu-strial Ethernet™ ORM. The redundant Industrial Ethernet™ Back-bone Ring makes the realization of a rapidmedia redundancy possible, even for verylarge networks.
The standby port enables the linkage of twoIndustrial Ethernet™ OSMs, one of whichoperates in standby mode. With this opera-ting mode, pairs of OSMs can be employedfor redundant switching of OSM or OLMrings.
Order no.
6GK1 105-0AA00
Port 1 Port 2 Port 3 Port 4 Stand by
Port 5 Port 6L1+DC 24 V
L2+DC 24 V
Fault
L1
L2
FDX
Stby
DA/STAT
1 2 3 4 5 6
Port Industrial Ethernet OSM
039586001010798000
Printed in Germany
2
Safety guidelines
vWarning!
The Industrial Ethernet™ OSM isdesigned for operation with safetyextra-low voltage. Accordingly, onlysafety extra-low voltages (SELV) toIEC950/EN60950/VDE0805 may beconnected to the supply voltageconnections.
We have checked that the contents of thetechnical publication agree with the hard-ware and software described. However, it isnot possible to rule out deviations comple-tely, so we are unable to guarantee comple-te agreement. However, the details in thetechnical publication are checked regularly.Any corrections which prove necessary arecontained in subsequent editions. We aregrateful for suggestions for improvement.
We reserve the right to make technicalmodifications.
Permission is not given for the circulationor reproduction of this document, its use orthe passing on of its contents unless gran-ted expressly. Contravention renders theperpetrator liable for compensation fordamages. All rights reserved, in particularin the case of patent grant or registration ofa utility or design.
Copyright © Siemens AG 1998All Rights Reserved
Note
We would point out that the content ofthese operating instructions is not part of,nor is it intended to amend an earlier or exi-sting agreement, permit or legal relation-ship. All obligations on Siemens arise fromthe respective purchasing agreement whichalso contains the full warranty conditionswhich have sole applicability. These con-tractual warranty conditions are neitherextended nor restricted by comments inthese operating instructions.
We would furthermore point out that forreasons of simplicity, these operatinginstructions cannot describe everyconceivable problem associated with theuse of this equipment. Should you requirefurther information or should particularproblems occur which are not treated insufficient detail in the operating instruc-tions, you can request the necessary infor-mation from your local Siemens office.
General
Electricity is used to operate this equip-ment. Comply in every detail with the safetyrequirements specified in the operatinginstructions regarding the voltages toapply!
vWarniung!If warning notes are ignored, it istherefore possible for severe injuriesand/or material damage to occur.
Only appropriately qualified staffshould work on or near this equip-ment. Such staff must be thoroughlyacquainted with all the warningsand maintenance measures contai-ned in these operating instructions.
The proper and safe operation ofthis equipment assumes propertransport, appropriate storage andassembly and careful operation andmaintenance.
Staff qualificationrequirements
Qualified staff within the meaning of theseoperating instructions or the warning notesare persons familiar with setting up, assem-bling, starting up and operating this productand who have appropriate qualifications tocover their activities, such as:
– training or instruction/entitlement toswitch circuits and equipment/systems onand off, earth them and identify them inaccordance with current safety standards;
– training or instruction in accordance withcurrent safety standards in looking afterand using appropriate safety equipment;
– first aid training.
3
1. Functional description
The Industrial Ethernet™ OSM has 4 ITP-Ports (10 Mbit/s) and 2 F/O-Ports (100Mbit/s). As required, a terminal device or asubnetwork with several terminal devicescan be connected to each port.
1.1 SWITCHING FUNKTIONENStore and Forward (Frame-Switching)All data packets received by an OSM aresaved and their validity is tested. Invalidand faulty data packets and fragments arerejected. An OSM only passes on valid datapackets, the forwarding of faulty datapackets is prevented.
Learning addressesAn OSM independently learns (by evaluati-on of the source addresses in the datapackets) the addresses of terminal devicesconnected via a port and enters these in anaddress table.Only data packets with– these destination addresses or– a multi-/broadcast addressin the destination address field are sent tothis port. This results in the decoupling ofload between the subnetworks linked by anOSM.Data packets with unknown destinationaddresses are sent to all ports.An OSM can learn up to 8000 addresses.This is required when more than one termi-nal device is connected to one or moreports. Thus several independent subnet-works can be connected to the same OSM.
Deleting addressesAn OSM monitors the age of learnedaddresses. Address entries exceeding a cer-tain age (300 seconds), are deleted by theOSM from its address table.Note: A reboot results in learned addressesbeing deleted.
1.2 REDUNDANT COUPLING OF RINGSTwo Industrial Ethernet™ OSMs can beconnected via the standby port, one ofwhich is switched to standby mode. Thetwo OSMs are connected via an ITP-XP linewith a maximum length of up to 40m.With both OSMs, the ITP XP line is clippedonto the standby port. One of the twoOSMs is switched to standby mode via theDIP switch.Pairs of OSMs can used for redundant swit-ching between OSM or OLM rings at a datarate of 10Mbit/s (see Fig. 7). An error is recognized and rectified within0.5 seconds.
1.3 INTERFACESITP portsFour 9-pin sub-D sockets allow four inde-pendent segments or individual devices tobe connected. The socket casings are elec-trically connected to the front panel andthus connected to the housing of the OSMs.
Mechanical locking is by means of a UNC 4-40 screw locking mechanism.
– Pin configuration of the 9-pin sub-Dsocket:– TD+: Pin 5, TD-: Pin 9– RD+: Pin 1, RD-: Pin 6– remaining pins: not configured.
Fig. 1: Pin configuration of an ITP interface
ITP ports have following functions:
m Link ControlThe OSM monitors the connected ITP linesegments for short-circuit or interrupt usingregular link test pulses in accordance withIEEE standard 802.3 10BASE-T. The OSMdoes not transmit any data in an ITP seg-ment from which it does not receive a linktest pulse.
Note: A non-occupied interface is assessedas a line interrupt. The ITP line to terminalequipment which is switched off is likewiseassessed as a line interrupt as the de-energised device cannot transmit link testpulses.
m Auto Polarity ExchangeIf the reception line pair is incorrectlyconnected (RD+ and RD- switched) polarityis automatically reversed.
m Duplex modeDepending on the DIP switch setting the 10MBit/s ports are in the half or full duplexmode.State of delivery is half duplex mode(default of SIMATIC NET communicationprocessors).The 100 Mbit/s ports are always in fullduplex mode.
F/O portsTwo optical ports to 100BASE-FX (BFOC/2,5(ST) sockets) enable to configure a100 Mbit/s backbone.According to IEEE 802.3 standard 100BASE-FX an OSM monitors the attached F/O linesfor open circuit conditions.
Standby portA 9-pin Sub-D socket serves for connectingthe ITP-XP line for the redundancy mode.The socket casing is electrically connectedto the front panel and thus connected to thehousing of the OSMs.
Mechanical locking is by means of a UNC 4-40 screw locking mechanism.
– Pin configuration of the 9-pin sub-Dsocket:– Stby_Out+: Pin 5, Stby_Out-: Pin 9– Stby_In+: Pin 1, Stby_In-: Pin 6– remaining pins: not configured.
Fig. 2: Pin configuration of the standbyinterface
Pin 6 Stby_In-Pin 7 n.c.Pin 8 n.c.Pin 9 Stby_Out-
Stby_In+ Pin 1n.c. Pin 2n.c. Pin 3n.c. Pin 4
Stby_Out+ Pin 5
Pin 6 RD-Pin 7 n.c.Pin 8 n.c.Pin 9 TD-
RD+ Pin 1n.c. Pin 2n.c. Pin 3n.c. Pin 4TD+ Pin 5
5-pin terminal blockThe supply voltage and the indicatorcontact are connected via a 5-pin terminalblock with screw locking mechanism.
vWarning!Industrial Ethernet™ OSMs aredesigned for operation with SELV.Only safety extra-low voltages toIEC950/EN60950/VDE0805 maytherefore be connected to thesupply voltage connections and tothe indicator contact.
– Voltage supply: The voltage supply canbe connected to be redundant. Bothinputs are decoupled. There is no loaddistribution. With redundant supply, thepower pack supplies the OSM alone withthe higher output voltage. The supplyvoltage is electrically isolated from thehousing.
– Indicator contact: Contact interruptindicates the following by means of apotential-free indicator contact (relaycontact, closed circuit):– the failure of at least one of the two
supply voltages.– a permanent fault in the OSM (internal
5 V DC voltage, supply voltage 1 or 2 notin the permissible range).
– the faulty link status of at least one ITP-or F/O ports. The indication of the link state might bemasked on a port-by-port basis usingDIP switches.
– at least one port has auto partitioned.– selft test error
OSM in normal mode and ITP-XP lineplugged to the standby port.– short-circuited ITP-XP line.– partner device runs in normal mode.
OSM in standby mode– not attached, short-circuited or interrup-
ted ITP-XP line.– partner device runs in standby mode.
Note: In case of the voltage supply beingrouted without redundancy, the OSM indi-cates the failure of a supply voltage. Youcan prevent this message by feeding in thesupply voltage through both inputs.
Fig. 3: Pin configuration of 5-pin terminalblock
1.4 DISPLAY ELEMENTSEquipment statusThese LEDs provide information about sta-tuses which affect the function of the entireOSMs.
+24 V
+24 V
Fault
L1+
L2+
M
F1
F2
4
operating mode, pairs of OSMs can beemployed for redundant switching of OSMor OLM rings. (see Fig. 7).The connection of two network segmentstake place via two seperate paths with anOSM each. The OSM for the redundant linegets the redundancy function assigned bythe DIP switch setting standby.The OSM in the redundant link and theOSM in the main link report their operatingstatus via a connecting line (ITP XP line witha max. length of 40m).After the failure of the main line the redun-dant OSM enables the redundant lineimmediately. If the main line is okay again,the OSM in the main line informs the redun-dant OSM about this. The main line will beenabled and the redundant line will be disa-bled.
2.4 COUPLING OF EXISTING NET-WORKSEach OSM can be linked with up to 4 Indu-strial Ethernet™ subnetworks via the ITPports. The Ethernet planning rules– Sum of the propagation equivalents and
line lengths in the worst case path lessthan 4520m,
– Sum of the variability values in the worstcase path less than 50 bit times
must only – as previously – be contained ineach individual subnetwork.
The individual subnetworks can be mutuallydecoupled by the switching function of theOSM:– The collision range of connected subnet-
works ends at the OSM ports, the permit-ted total extension increases.
– Only valid data packets are passed on viathe OSM ports, disrupted subnetworkscannot affect the other subnetworks.
– Data packets are only passed on to thoseports where the terminal is connected tothe destination address. The availabletransmission capacity is increased since asecond network is no longer loaded withthe local data traffic from another sub-net-work.
Load decoupling and hence an increase innetwork performance can be achieved bythe division of one network into subnet-works (segment formation) and the connec-tion of these subnetworks to an OSM.
…OSM OSM OSM OSM OSM OSM
Abb. 5: Linienstruktur
L1 – Line 1 (green LED)– lit: – supply voltage 1 present– lit not: – supply voltage 1 is less than 18 V,
– hardware fault in OSM
L2 – Line 2 (green LED)– lit: – supply voltage 2 present– lit not: – supply voltage 2 is less than 18 V,
– hardware fault in OSM
FDX – Full duplex (Green LED)– lit: – full duplex mode
(10 MBit/s ports).– lit not: – half duplex mode
(10 MBit/s ports).
Stby – Standby (Green LED)– lit: – The standby function is
enabled.– lit not: – The standby function is
disabled.Port StatusThese LEDs display port-related informati-on.DA/STAT – Data, Link Status (green/yellow LED)– lit not: – no valid link– lit green: – valid link– blinking green (1 time in periodical inter-
val)– port is switched to stand-
by– blinking green (2 time in periodical inter-
val)– port is autopartitioned
– blinking green (3 time in periodical inter-val)– port is disabled
– flashes yellow:– receiving data at this port
1.5 CONTROLS8-pin DIP switchUsing the 8-pin DIP switch on the top of theOSM housing– the message about the link status can be
suppressed by the indicator contact on aport-by-port basis, e.g. if ports are notconnected or if a device is only switchedon from time to time. Using switches LA1to LA6, the message about the link statusof ports 1 to 6 is suppressed. State ondelivery: switch position 1 (on), i.e. messa-ge not suppressed.
– the 10 MBit/s ports can be switched to thefull duplex or half duplex mode with theswitch FDX. State of delivery: position 0(Off), i.e. half duplex.
– the standby function can be enabled ordisabled with the switch Stby. State ofdelivery: position 0 (Off), i.e. normal func-tion. For redundant coupling of 10 MBit/snetwork segments the OSM in the redun-dant link has to be run in the standbymode (switch position 1).
Fig. 4: 8-pin DIP switch on OSM
2. Network configurations
2.1 LINE STRUCTUREThe OSMs enable the setup of IndustrialEthernet™ Backbones with 100 Mbit/s inline structure. Cascading occurs via the F/Oports (see Fig. 5).The cascading depth and the total extensi-on of the network are limited by the moni-toring times of the communication links.These times must be set so that they aregreater than the signal delay in the trans-mission link.
2.2 REDUNDANT RING STRUCTUREWITH OSM AND ORMThe two ends of a backbone can be closedto form a redundant optical ring with theaid of an ORM (see Fig. 6).With a reconfiguration time less than 0.5s,up to 50 OSMs and an ORM can be opera-ted in a redundant optical ring with a totalF/O length of up to 150km.Note: With the redundant ring structure,components other than OSMs/ORM maynot be included (e.g. switches).
2.3 REDUNDANT COUPLING OF NET-WORK SEGMENTSThe standby port enables the linkage of twoIndustrial Ethernet™ OSMs, one of whichoperates in standby mode. By means of this
LA1
LA6
0 1
LA5
LA3LA2
LA4
Port 1
Port 6 Port 5
Port 3Port 2
Port 4
StbyFDX
Redundancy modeFull Duplex
The switch setting 0suppresses message about link status via indicator contact
5
OSMOSMOSM OSMOSM OSM
ORM
OSM OSM OSM OSM OSM OSM
Fig. 6: Redundant ring structure
redundantcoupling
ring 1 <–> ring 2
OSMOSM
OLM OLM OLM OLMOLM
OSM OSMOSM
ORM
OSM
OSM OSM OSM
OSM
OSM OSM
OSM
OSM
ORM
OSM OSM OSM OSM OSM OSM
ring 1
Ring 2Ring 3
redundantcoupling
ring 1 <–> ring 3
For coupling network segments the ports 1 and 2 are to use on these OSMs. All other ports must stay free.
For coupling network segments the ports 1 or 2 are to use on these OSMs.
OLM OLM OLM
ITP XP line ITP XP line
Abb. 7: Redundant coupling of redundant rings
6
3. Assembly, startup procedureand dismantling
3.1 UNPACKING, CHECKINGM Check whether the package was deliver-ed complete (see scope of delivery).M Check the individual parts for transportdamage.
vWarning!Use only undamaged parts!
3.2 ASSEMBLYThe equipment is delivered in a ready-to-operate condition. The following procedureis appropriate for assembly:M Check whether the switch pre-settingsuits your requirements (see chap. 1.5).M Pull the terminal block off the OSM andwire up the supply voltage and indicatorlines.M Fit the OSM on a 35 mm standard bar toDIN EN 50 022.M Suspend the upper snap-on slide bar ofthe OSM in the standard bar and press itdown towards the standard bar until it locksin position.M Fit the signal lines and if required thecontrol lines.
Notes:– The housing of the OSM is grounded via
the standard bar. There is no separate gro-und connection.
– Do not open the housing.
– The shielding ground of the industrial twi-sted pair lines which can be connected iselectrically connected to the housing.
Fig. 9: Assambling the OSM
3.3 STARTUP PROCEDUREM You start up the OSM by connecting thesupply voltage via the 5-pin terminal block.Lock the terminal block with the lockingscrews at the side.
3.4 DISMANTLINGM To dismantle the OSM from the stan-dard bar, pull the OSM downwards and onthe bottom lift the OSM away from thestandard bar.
Fig. 10: Dismantling the OSM
4. Further support
In the event of technical queries, please talkto your Siemens contact for industrial com-munication in the offices responsible forlooking after you. You can find the addres-ses– in our IK10 catalogue– and on the Internet
(http://www.ad.siemens.de/net).
Our hotline is also at your disposal:Tel. +49 (911) 895-7000 Fax +49 (911) 895-7001
OLM OLM OLM OLMOLM
OSM
OSM
OLM OLM OLM
OLM OLM OLM OLMOLM
OSM
OLM OLM OLM
OLM
OLM
OLM
ELM
Fig.8: Coupling of networks in existence
7
5. Technical data
Interfaces
Connection of devices or 4 x 9pin Sub-D socket (10Mbit/s; ITP/10BaseT)network segments
Standby port for redundant Coupling 1 x 9pin Sub-D socketof rings
Connection of F/O- to further modules 2 x 2 BFOC sockets (100 Mbit/s; 100BaseFX)or devices
Connection for voltage supply and 1 x 5-pin terminal block pluggableindicator contact
Voltage supply 2 x DC 24 V (DC 18 up to 32 V)(redundant inputs decoupled) safety extra-low voltage (SELV)
Power consumption at DC 24 V 10 WCurrent consumption (at nominal voltage) 500 mA max. Overload current protection at input non-changeable thermal fuse
Network size parameter
F/O line length between 0-9843 ft (62.5/125 mm fiber optic with ≤ 2.6 dB/km at 1300 nm; ≥ 500 MHz*km)two OSMs or between OSM/ORM 0-9843 ft (50/125 mm fiber optic with ≤ 1.6 dB/km at 1300 nm; ≥ 500 MHz*km)
ITP line length 0-100 mITP-XP line length at standby port 0-40 mOptical power at F/O portsLaser protection Class 1 conform to EN 60825Transmitter power min. (62.5/125 µm F/O) -20 dBmInput power min. (62.5/125 µm F/O) -31 dBm
Cascading depth OSMLine /star structure any way (depending on signal delay only)Redundant optical ring 50 (at reconfiguration time < 0.5 sec)
Permissible environmental conditions
OSM operating temperature 0 ºC up to + 60 ºCstorage/transport temperature - 40 ºC up to + 80 ºCRelative humidity in operation < 90% (non condensing)
Constructional assembly
Dimensions (B x H x T) in inches 6.3 x 5.7 x 2.6Mass in pound 2.2Assembly standard barProtection class IP 20Radio interference level EN 55022 Class BInterference immunity EN 50082-2
Scope of delivery
SIMATIC NET Industrial Ethernet™ OSM incl.Terminal block for power supplyDescription and operating instructions
Order numberSIMATIC NET Industrial Ethernet™ OSM 6GK1105-0AA00
Accessories
SIMATIC NET Industrial Ethernet™ ORM 6GK1105-1AA00SIMATIC NET ITP-XP line, 79 in 6XV1850-0CH20SIMATIC NET ITP-XP line, 197 in 6XV1850-0CH50SIMATIC NET FIBER OPTIC F/O see catalogue IK10“Industrial Twisted Pair Networks” manual 6GK1970-1BA00-0AA0Ethernet manual HIR:943 320-001
8
Notes on CE identificationThe link modules for IndustrialEthernet™ comply with the regula-tions of the following Europeandirective:
89/336/EECCouncil Directive on the harmoni-sation of the legal regulations ofmember states on electromagneticcompatibility (amended by Direc-tives 91/263/EEC, 92/31/EEC and93/68/EEC).
Area used Requirements foremitted interference interference immunity
Residential EN 50081-1: 1992 EN 50082-1: 1997Industrial EN 50081-2: 1995 EN 50082-2: 1995
The product can be used in the residentialsphere (residential sphere, business andtrade sphere and small companies) and inthe industrial sphere.
The precondition for compliance with EMClimit values is strict adherence to the con-struction guidelines specified in thisdescription and operating instructions andin the “Industrial Twisted Pair Networks”manual!
The EU declaration of conformity is keptavailable for the responsible authorities inaccordance with the above-mentioned EUdirectives at:
Siemens AktiengesellschaftBereich Automatisierungs- und AntriebstechnikIndustrielle Kommunikation (A&D PT2)Postfach 4848D-90327 Nürnberg
1
SIMATIC NETDescription and operating instructionsIndustrial Ethernet™ ORM
SIMATIC NETIndustrial Ethernet™ORM
To increase the network availability, theoptical OSM line can be connected with anIndustrial Ethernet™ ORM (Optical Redun-dancy Manager) to form a redundant Indu-strial Ethernet™ backbone ring. The unas-signed F/O ports of the ORMs are connectedfor this purpose to the start and finish of theoptical line to the two F/O ports of an Indu-strial Ethernet™ ORM. The redundant Industrial Ethernet™ Back-bone Ring makes it possible to realize arapid media redundancy even with verylarge networks.
Order no.
6GK1 105-1AA00
Port 1
Port 2
L1 DA/STAT
L2 Port CPU RESET V24
1
2
Industrial Ethernet ORML1+DC 24 V
L2+DC 24 V
Fault
100 BASE-FX
100 BASE-FX
039596001010998000
Printed in Germany
2
– Voltage supply: The voltage supply canbe connected to be redundant. Bothinputs are decoupled. There is no loaddistribution. With redundant supply, thepower pack supplies the ORM alone withthe higher output voltage. The supply vol-tage is electrically isolated from thehousing.
– indicator contact: Contact interruptindicates the following by means of apotential-free indicator contact (relaycontact, closed circuit):– the failure of at least one of the two
supply voltages.– a permanent fault in the ORM (internal
5 V DC voltage, supply voltage 1 or 2 notin the permissible range).
– the faulty link status of at least one F/Oport.
– at least one port has auto partitioned.– selft test error
Note: In case of the voltage supply beingrouted without redundancy, the ORM indi-cates the failure of a supply voltage. Youcan prevent this message by feeding in thesupply voltage through both inputs.
Fig. 1: Pin configuration of 5-pin terminalblock
V.24 InterfaceThis interface is intended solely for soft-ware updates.
1.2 DISPLAY ELEMENTSEquipment statusThese LEDs provide information about sta-tuses which affect the function of the entireORMs.L1 – Line 1 (green LED)– lit: – supply voltage 1 present– lit not: – supply voltage 1 is less than 18 V,
– hardware fault in ORM
L2 – Line 2 (green LED)– lit: – supply voltage 2 present– lit not: – supply voltage 2 is less than 18 V,
– hardware fault in ORM
CPU – System (Green/red LED)– lit not: – Initializing, hardware self
test– lit red: – Self test error– flashes red (1 Hz):
– Loading software– lit red with interruption:
– Writing to Flash EPROM– lit yellow: – The User Interface (V.24)
is occupied– flashes yellow (0,5 Hz):
– The system is initializedand runs fault-free.
+24 V
+24 V
Fault
L1+
L2+
M
F1
F2
We have checked that the contents of thetechnical publication agree with the hard-ware and software described. However, it isnot possible to rule out deviations comple-tely, so we are unable to guarantee comple-te agreement. However, the details in thetechnical publication are checked regularly.Any corrections which prove necessary arecontained in subsequent editions. We aregrateful for suggestions for improvement.
We reserve the right to make technicalmodifications.
Permission is not given for the circulationor reproduction of this document, its use orthe passing on of its contents unless gran-ted expressly. Contravention renders theperpetrator liable for compensation fordamages. All rights reserved, in particularin the case of patent grant or registration ofa utility or design.
Copyright © Siemens AG 1998All Rights Reserved
Note
We would point out that the content ofthese operating instructions is not part of,nor is it intended to amend an earlier or exi-sting agreement, permit or legal relation-ship. All obligations on Siemens arise fromthe respective purchasing agreement whichalso contains the full warranty conditionswhich have sole applicability. These con-tractual warranty conditions are neitherextended nor restricted by comments inthese operating instructions.
We would furthermore point out that forreasons of simplicity, these operatinginstructions cannot describe everyconceivable problem associated with theuse of this equipment. Should you requirefurther information or should particularproblems occur which are not treated insufficient detail in the operating instruc-tions, you can request the necessary infor-mation from your local Siemens office.
General
Electricity is used to operate this equip-ment. Comply in every detail with the safetyrequirements specified in the operatinginstructions regarding the voltages toapply!
vWarning!If warning notes are ignored, it istherefore possible for severe injuriesand/or material damage to occur.
Only appropriately qualified staffshould work on or near this equip-ment. Such staff must be thoroughlyacquainted with all the warningsand maintenance measures contai-ned in these operating instructions.
The proper and safe operation ofthis equipment assumes propertransport, appropriate storage andassembly and careful operation andmaintenance.
Staff qualificationrequirements
Qualified staff within the meaning of theseoperating instructions or the warning notesare persons familiar with setting up, assem-bling, starting up and operating this productand who have appropriate qualifications tocover their activities, such as:
– training or instruction/entitlement toswitch circuits and equipment/systems onand off, earth them and identify them inaccordance with current safety standards;
– training or instruction in accordance withcurrent safety standards in looking afterand using appropriate safety equipment;
– first aid training.
Safety guidelines
vWarning!
The ORM units are designed foroperation with safety extra-low vol-tage. Accordingly, only safety extra-low voltages (SELV) toIEC950/EN60950/VDE0805 may beconnected to the supply voltageconnections.
1. Functional description
The Industrial Ethernet™ ORM has 2 F/Oports (100 Mbit/s). A free end of an OSMline is connected to each port.
1.1 INTERFACES
F/O portsTwo optical ports to 100BASE-FX (BFOC/2,5(ST) sockets) enable to configure a redun-dant 100 Mbit/s backbone.According to IEEE 802.3 standard 100BASE-FX an ORM monitors the attached F/O linesfor open circuit conditions.
5-pin terminal blockThe supply voltage and the indicatorcontact are connected via a 5-pin terminalblock with screw locking mechanism.
vWarning!Industrial Ethernet™ ORMs are desi-gned for operation with SELV. Onlysafety extra-low voltages toIEC950/EN60950/VDE0805 maytherefore be connected to thesupply voltage connections and tothe indicator contact.
3
Port StatusThese LEDs display port-related informati-on.
DA/STAT – Data, Link Status (green/yellow LED)– lit not: – no valid link– lit green: – valid link– flashes yellow:– receiving data at this port
1.3 CONTROLS
Reset push button (ORM)Pushing the push button resets the ORM.
1.4 REDUNDANCY FUNCTIONSBackbone as ringThe line structure of a backbone set up withOSMs can be closed to form a redundantring with the aid of an ORM. If a link failurearises, the error is recognized within 0.5seconds (with up to 50 OSMs) and rectifiedby the ORM.Only one ORM may be employed in aredundant ring.Note: With the redundant ring structure,components other than OSMs/ORM maynot be included (e.g. switches).
2. Assembly, startup procedureand dismantling
2.1 UNPACKING, CHECKINGM Check whether the package was deliver-ed complete (see scope of delivery).M Check the individual parts for transportdamage.
vWarning!Use only undamaged parts!
2.2 ASSEMBLYThe equipment is delivered in a ready-to-operate condition. The following procedureis appropriate for assembly:
m Mounting the rubber feetStick the rubber feet supplied to the bottomof the device in order to set it up as a desk-top unit.M Remove the backing from the adhesivefilm of the rubber feet.M Stick one rubber foot approx. 2 cm fromeach corner of the device.Note: The surface should be free of dustand grease.
m Screwing on the mounting bracketsM Attach the mounting brackets suppliedas shown in Fig. 3:M First loosen the four correspondingscrews on one side of the deviceM Attach the first mounting bracket withthe 4 screws.M Repeat on the other side.
Fig. 3: Fastening the mounting brackets
Mounting brackets
Mounting in 19" cabinet
m Grounding the ORM´s (optional)The housing of the ORM is grounded viathe sperate grounding screw. It is on thedevice back on the right next to the fan.M Fasten the grounding cable on thegrounding screw.
3.3 STARTUP PROCEDUREYou start up the ORM by connecting thesupply voltage via the 5-pin terminal block.Lock the terminal block with the lockingscrews at the side.
3. Further support
In the event of technical queries, please talkto your Siemens contact for industial com-munication in the offices responsible forlooking after you. You can find the addres-ses– in our IK10 catalogue– and on the Internet
(http://www.ad.siemens.de/net).
Our hotline is also at your disposal:Tel. +49(911) 895-7000Fax +49(911) 895-7001
OSMOSMOSM OSMOSM OSM
ORM
OSM OSM OSM OSM OSM OSM
Abb. 3: Redundante Ringstruktur
4
4. Technical data
Interfaces
Connection from F/O to OSM line 2 x 2 BFOC sockets (100 Mbit/s; 100BaseFX)Connection for voltage supply and 1 x 5-pin terminal block pluggableindicator contact
Voltage supply 2 x DC 24 V (DC 18 up to 32 V)(redundant inputs decoupled) safety extra-low voltage (SELV)
Power consumption at DC 24 V 29 WCurrent consumption (at nominal voltage) 1,2 A max.Overload current protection at input non-changeable thermal fuseV.24 Interface RJ11 socket
Network size parameter
F/O line length between 0-9843 ft (62,5/125 mm fiber optic with ≤ 2,6 dB/km at 1300 nm; ≥ 500 MHz*km)two OSMs or between OSM/ORM 0-9843 ft (50/125 mm fiber optic with ≤ 1,6 dB/km at 1300 nm; ≥ 500 MHz*km)
Optical powerLaser protection Class 1 conform to EN 60825Transmitter power min. (62,5/125 µm F/O) -20 dBmInput power min. (62,5/125 µm F/O) -31 dBm
Permissible environmental conditions
ORM operating temperature 0 ºC up to + 40 ºCStorage/transport temperature - 40 ºC up to + 80 ºCRelative humidity in operation < 90% (non condensing)
Constructional assembly
Dimensions (B x H x T) in inches 17 x 1.7 x 11Mass in pound 7.7Assembly rack mounted in 19" rack or table mountedProtection class IP 30Radio interference level EN 55022 Class BInterference immunity EN 50082-2
Scope of delivery
SIMATIC NET Industrial Ethernet™ ORM incl.Terminal block for power supplyDescription and operating instructions4 rubber feet1 pair mounting brackets
Order numberSIMATIC NET Industrial Ethernet™ ORM 6GK1105-1AA00
Accessories
SIMATIC NET Industrial Ethernet™ OSM 6GK1105-0AA00SIMATIC NET FIBER OPTIC F/O see catalogue IK10“Industrial Twisted Pair Networks” manual 6GK1970-1BA00-0AA0Ethernet manual HIR:943 320-001
Notes on CE identificationThe link modules for IndustrialEthernet™ comply with the regula-tions of the following Europeandirective:
89/336/EECCouncil Directive on the harmoni-sation of the legal regulations ofmember states on electromagneticcompatibility (amended by Direc-tives 91/263/EEC, 92/31/EEC and93/68/EEC).
Area used Requirements foremitted interference interference immunity
Residential EN 50081-1: 1992 EN 50082-1: 1997Industrial EN 50081-2: 1995 EN 50082-2: 1995
The product can be used in the residentialsphere (residential sphere, business andtrade sphere and small companies) and inthe industrial sphere.
The precondition for compliance with EMClimit values is strict adherence to the con-struction guidelines specified in thisdescription and operating instructions andin the “Industrial Twisted Pair Networks”manual!
The EU declaration of conformity is keptavailable for the responsible authorities inaccordance with the above-mentioned EUdirectives at:
Siemens AktiengesellschaftBereich Automatisierungs- und AntriebstechnikIndustrielle Kommunikation (A&D PT2)Postfach 4848D-90327 Nürnberg
Index-1SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Index
Numbers100 Mbps backbone, 3-21
configuring, 3-21fiber-optic links, 3-21
100 Mbps glass fiber-optic backbone, 6-13100BASE FX (Fiber-optic cable), 2-7100BASE TX (Twisted Pair), 2-7100BASE-FX, 3-21, 6-19
AAddress filtering, 2-8AUI links, 3-4
BBackbone, 6-11BFOC, 6-19BFOC connector, 7-29BFOC connectors, 5-14Bus cables, 7-2, 7-4, 7-7, 7-14
electrical safety, 7-3electromagnetic compatibility, 7-7handling bus cables, 7-2in plants, 7-2mechanical protection, 7-4routing bus cables, 7-14
CCabinet lighting, 7-8Cable categories, 7-14Cable installation, instructions, 7-2Cable shields, 7-9Cabling, 7-17
outside buildings, 7-18within buildings, 7-17within closets, 7-17
Collision domain, 2-4, 2-9, 3-5, 6-14separating collision domains, 2-9
Configuring networks, 3-1Creating and linking subnets, 6-14CSMA/CD networks, 3-2CSMA/CD protocol, 2-4
DData checking, 6-12Delay equivalent, 3-5
values, 3-7Delay equivalents, 3-7Destination address, 6-13
EELM, 6-2Equipotential bonding, 7-12
potential differences, 7-12
FFast Ethernet, 2-6Fiber optic (10BASE-FL), 2-5Fiber-optic cable (FO), 5-2Fiber-optic links, 3-2Fiber-optic standard cable, 5-4, 5-7Filtering bad data, 2-9Flexible fiber-optic trailing cable, 5-5, 5-9FO link power budget, 3-2Full duplex transmission, 2-10
GGlass fiber-optic cable, 3-3, 5-3
technical specifications, 5-4Grounding, 7-9
Index
Index-2SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
HHandling cable shields, 7-10
IINDOOR fiber-optic cable, 5-4, 5-8Industrial Twisted Pair, 4-11Industrial Twisted Pair (10BASE-T), 2-5Industrial Twisted Pair connectors, 7-23
fitting, 7-23Industrial Twisted Pair links, 3-4Industrial Twisted Pair Standard Cable, struc-
ture, 4-2Industrial Twisted Pair standard cable, 4-2
labeling, 4-3technical specifications, 4-4
Industrial Twisted Pair sub D connector, 4-2015-pin, 4-229-pin, 4-21
Installing cables, instructions, 7-2Instructions for installing electrical and optical
LAN cables, 7-20Interference voltages, 7-7
counter measures, 7-7Interframe gap, 3-5
MMedium redundancy, 6-18MINI OTDE optical transceiver, 6-24
functions, 6-25topologies with the MINI OTDE, 6-25
NNetwork expansion, 6-15Network span, 3-5Noise suppression measures, 7-8
OOLM, 6-2Optical power loss, 3-3Optical Redundancy Manager, 6-11Optical Redundancy Manager (ORM), 6-18
casing, 6-18functions, 6-19installation, 6-18ports, 6-19
Optical Switch Module (OSM), 6-11bus topologies, 6-13casing, 6-12functions, 6-12installation, 6-12ports, 6-12
OSM, 3-22, 3-23bus structure, 3-22redundant ring structure, 3-23
PPath variability value, 3-5Potential differences
avoiding, 7-12causes, 7-12
Preassembled cables, 7-29Preassembled Industrial Twisted Pair cables,
4-12pinout, 4-14product range, 4-13
Preassembled TP cables, 4-11use, 4-11
Preassembled Twisted Pair cables, 4-15product range, 4-15
PVV, 3-5
RRedundant links with the OSM, 6-16Redundant ring structure with OLMs, 3-14Redundant ring structure with OSMs and
ORM, 6-20RJ-45 connector, 4-23
SShield, 7-9SIENOPYR duplex fiber-optic marine cable,
5-5, 5-11Signal delay, 3-5Signal propagation time, 3-5SIMATIC NET, 1-5Special cables, 5-13Standby mode, 6-17Standby ports, 6-16Star coupler ASGE, 6-22Storage and transportation, 7-20Store and forward, 6-12Store-and-forward principle, 2-9
Index
Index-3SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Subnets, 6-11Switching, 2-8
basics of switching, 2-8Switching technology, 6-11
TTemperatures, 7-20Tensile strength, 7-20Transmission capacity, 2-8Twisted Pair Cord, 4-7
structure, 4-7Technical specifications, 4-9
Twisted Pair port convertermounting bracket, 4-18pinout of the pairs, 4-19product range, 4-18
Twisted pair port converter, 4-18
VVariability value, 3-5, 3-7
values , 3-7
WWestern plug, 4-23Noise suppression measures, 7-8
Index
Index-4SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Glossary-1SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Glossary
10BASE2Standard for 10 Mbps Ethernet transmission on thin coaxial cables (Cheapernet);maximum segment length 185 Meters
10BASE5Standard for 10 Mbps Ethernet transmission on coaxial cables (Yellow Cable);maximum segment length 500 Meters
10BASE-FLStandard for 10 Mbps Ethernet transmission on glass fiber-optic cables (FiberLink)
10BASE-TStandard for 10 Mbps Ethernet transmission on Twisted Pair cables
100BASE-TFast Ethernet Standard (100 Mbps) for data transmission on Twisted Pair cables
100BASEF-FLFast Ethernet Standard for data transmission on glass fiber-optic cables
AutonegotiationConfiguration protocol in Fast EthernetDevices on the network negotiate a transmission mode that each device is capa-ble of using (100 Mbps or 10 Mbps; Full Duplex or Half Duplex) prior to the ac-tual data transfer.
AutosensingCapability of a device to detect the data rate (10 Mbps or 100 Mbps)automatically and to send/receive at this rate.
BackboneThe network at the highest level of a hierarchically structured plant network.
Glossary
Glossary-2SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Bandwidth length product (FO)Measure of the capability of a fiber-optic cable to transfer at high data rates.
BridgeA network component that interconnects network segments. This ensures thatlocal data traffic remains local, in other words only data packets for a node in theother segment are forwarded through the bridge. Errors in a network segmentare restricted to the original network segment. In contrast to switches, bridgescan only forward one data stream at any one time.
BurstTemporarily increased network load due to data burst or a sudden flurry ofsignals
BusCommon transmission path on which all nodes are connected; it has two definedends.In Industrial Ethernet, the bus takes the form of a segment with triaxial cable andtransceivers.
Bus segment→ Segment
Bus systemAll stations that are physically connected via a bus cable form a bus system.
Category x componentCabling components are divided into various categories based on theirtransmission characteristics. Each of the categories has different physical limitvalues (for example maximum signal attenuation at a defined transmissionfrequency).Category 3: Data transmission up to 16 MHzCategory 4: Data transmission up to 20 MHzCategory 5: Data transmission up to 100 MHzCategory 6: Data transmission up to 200 MHz
ITP standard cable and TP cord are category 5 components and suitable fortransmission rates of 10 Mbps and 100 Mbps.
Chassis groundChassis ground includes all the interconnected inactive parts of equipment thatmust not have a hazardous voltage even in the event of a fault.
Glossary
Glossary-3SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Collision domainTo ensure that the CSMA/CD protocol functions correctly, the propagation time ofa data packet from one node to another is restricted.This propagation time results in a specially limited span for the networkdepending on the data rate known as the collision domain. In 10 Mbps Ethernet,this is 4520 m and in Fast Ethernet it is 412 m.Several collision domains can be connected together using bridges/switches.
CSMA/CDCarrier Sense Multiple Access / Collision DetectionEthernet medium access procedure
D.C. loop resistanceTotal resistance of the outward and return line of a cable.
Delay equivalentThe delay equivalent describes the signal delay of a network component in thesignal path. The value of the signal delay is specified in meters instead ofseconds.The value in meters corresponds to the distance that a signal could propagatewithin the time if the signal propagated through a cable rather than passingthrough the component.
Electromagnetic compatibilityElectromagnetic compatibility (EMC) deals with all questions of electrical,magnetic and electromagnetic emission and immunity and the functionaldisturbances in electrical devices resulting from these effects.
FDX--> Full duplex
Fiber-optic cable (FO)A fiber-optic cable is a transmission medium in an optical network. Onlymultimode glass fiber-optic cables are suitable for connecting optical IndustrialEthernet components.
FilteringA switch filters data traffic based on source and destination addresses in a datapacket. A data packet is passed on by the switch only to the port to which theaddressee is connected.
FOSee fiber-optic cable
Glossary
Glossary-4SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Full duplexCapability of a device to transmit and receive data simultaneously. In the FullDuplex mode, collision detection is deactivated.
GroundGround is the conductive ground area whose potential at any point can be takenas zero.
GroundingGrounding means connecting a conductive part to ground via a grounding sy-stem.
Half duplexA device can either receive or transmit data at any one time.
HDX--> Half duplex
HubActive network component with repeater functionality, synonym for star coupler
IEEE 802Institute of Electrical and Electronics EngineersLAN/MAN Standards Committee
IEEE 802.3Institute of Electrical and Electronics EngineersEthernet working group
IEEE 802.3uInstitute of Electrical and Electronics EngineersFast Ethernet working group
IP 20Degree of protection complying with DIN 40050: Protection against touching withfingers and against the penetration of solid foreign bodies with more than 12 mm-.
ITPIndustrial Twisted Pair; bus system based on the Twisted Pair standards IEEE802.3i: 10BASE-T and IEEE 802.3j: 100BASE-TX for industrial application.
Glossary
Glossary-5SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
ITP standard cableA twisted pair cable for industrial application complying with Category 5 with aparticularly dense shield.
Load containmentDue to its filtering function, a bridge or switch ensures that local data trafficremains local. The local network load of a segment is contained in the originatingsegment and does not represent extra load on the remainder of the network.
Link ClassThe link class describes the quality of a complete link from the active componentto the DTE (patch cord, patch panel, installation cable, telecommunication outlet,connecting cable). This link must meet the value specified in the structuredcabling standard ISO/IEC 1180.In contrast to this, there is also the specification regarding ”categories”, whereonly requirements of products are defined, for example cable according toCategory 5. The suitable interaction of components of a link is ignored.
MANMetropolitan Area NetworkData network with the geographical span of a city or town
Medium redundancyRedundancy in the network infrastructure (cables and active components suchas OLMs or OSMs/ORM)
NICNetwork interface card
OLMOptical Link ModuleIndustrial Ethernet network component with repeater functionality
Optical power budget (FO)This is available between a sender and receiver on a fiber-optic link. It indicatesthe difference between the optical power coupled in to a particular fiber by theoptical transmitter and the input power required by an optical receiver for reliablesignal detection.
Glossary
Glossary-6SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Optical power loss (FO)The optical power loss is the cumulative value of all the losses occurring in thefiber-optic transmission path. These are due mainly to the attenuation of the fiberitself and the splices and couplings. The optical power loss must be less than theoptical power budget available between the transmitter and receiver.
ORMOptical Redundancy ManagerControls medium redundancy in an OSM ring
OSMOptical Switch ModuleIndustrial Ethernet network component with switch functionality
Path Variability Value (PVV)The variability value of a component describes the fluctuations in the propagationtime of a data packet through a network component. The path variability value isthe sum of all the fluctuations through all the network components between twonodes.
RedundancyThis means that standby equipment exists that is not required for the basic functio-ning of a system. If equipment fails, the standby can take over its function.Example:Medium redundancy:An additional link closes the bus to form a ring. If there is a failure on part of the bus,the redundant link is activated to maintain the functionality of the network.
Reference potentialThe voltages of circuits are considered and/or measured relative to this potential.
RJ-45Connector for data lines also known as the Western plug. Commonly usedconnector in telephone and ISDN systems. This connector is also used in LANinstallations in offices.
RouterActive network component that controls data traffic based on the IP address.Routers have a wide range of filtering and data management functions.
Glossary
Glossary-7SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
SegmentIn triaxial networks, the transceivers connected together via 727-0 LAN cablesand the nodes connected by 727-1 drop cables form a segment.Several such segments can be connected via repeaters.When using twisted pair and fiber-optic cables, each subsection forms asegment.
SegmentationDisconnection of a faulty segment from an Ethernet network. With this function,network components such as OLMs, ELMs, ASGEs are capable of limiting faultsto a segment.
Shared LANAll components in a shared LAN operate at the nominal data rate. Shared LANsare structured with repeaters/hubs.
Shield impedanceResistance to alternating current of the cable shield. Shield impedance is a cha-racteristic of the cable used and is normally specified by the manufacturer.
Signal propagation timeThe time required by a data packet to on its way through the network.
Spanning Tree ProtocolConfiguration protocol for bridges specified in the IEEE 802.1d standard.Different ports in the bridges are switched to standby in meshed bridgestructures to prevent data packets from circulating in the network. The result is anetwork with a tree structure. The standby ports/connections are available asredundant connections if a fault develops. Reconfiguration of the network usingthe spanning tree protocol can take from several seconds up to a minute and istherefore not suitable for industrial purposes.
S/STPScreened Shielded Twisted PairWith this cable design, the individual twisted pairs of a twisted pair cable arewrapped in a foil screen. Both individually screened pairs are also shielded with acommon braided copper shield.
Standard railMetal rail standardized in compliance with EN 50 022.The standard rail is used for fast snap-on installation of suitably designed devi-ces (for example OLM, ELM, OSM)
Glossary
Glossary-8SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
Structured cablingGeneric cabling system within buildings and building complexes for informationtechnology purposes. The European standard EN 50173 “ApplicationIndependent Generic Cabling Systems” contains specifications.This divides a campus into the following areas
-- Primary area (connections between buildings of a campus)-- Secondary area (connections between floors of a building)-- Tertiary area (connections to the DTEs).
EN 50173 recommends cabling systems adapted to these areas that provide theflexibility for the communication requirements of the future independent ofspecific applications.
SuppressorComponent for reducing induced voltages. Induced voltages occur when circuitswith inductances are turned off.
Switch, SwitchingA switch is a network component with essentially the same characteristics as abridge. In contrast to bridges, however, the switch can establish multipleconnections between its ports simultaneously. These connections areestablished dynamically and temporarily depending on the data traffic. Eachconnection has the full nominal bandwidth.
Terminating resistorA resistor to terminate Industrial Ethernet triaxial cable; terminating resistors arealways necessary at the ends of triaxial cable.
TP cordA category 5 twisted pair cable for short links; intended for use in a wiring closetor in an office environment with low levels of electromagnetic interference.
Triaxial cableThe SIMATIC NET LAN cable 727-0 is based on the coaxial cable specified inthe IEEE 802.3: 10BASE5 standard but with a solid aluminum shield and outersheath making it more suitable for industrial application.
Twisted pairData cable with twisted pairs of wires. Twisting the wire pairs minimizes theelectromagnetic interference between the pairs. Twisted pair cables are availablein different qualities for different transmission rates.
Glossary-1SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
Abbreviations
ACR
Attenuation crosstalk ratio, difference between crosstalk loss and attenuation in dB
APX
Automatic polarity exchange
ASGE
Name of an active star coupler for Industrial Ethernet
AS--Interface
Actuator--sensor interface, bus system for direct attachment of simple binary sen-sors and actuators
AUI
Attachment unit interface, term from IEEE 802.3
BFOC
Bajonet fiber optic connector, international standard name for Fiber-optic connec-tor ST1
BT
Bit time
CATx
Category (cable category; grouping according to transmission characteristics)
CP
Communications processor
CSMA/CD
Carrier sense multiple access with collision detection, medium access protocolcomplying with IEEE 802.3
DIN
Deutsches Institut für Normung (German standards organization)
ECFL2/4
Name of a fiber-optic interface card for the ASGE star coupler
ECTP3
Name of an Industrial Twisted Pair interface card for the ASGE star coupler
Abbreviations
Glossary-2SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
ELM
Electrical link module
EMC
Electromagnetic compatibility
EN
European standard
FDX
Full duplex
FO
Fiber optic
FRNC
Flame retardant non corrosive
HDX
Half duplex
HSSM 2
Name of a signaling card for the ASGE star coupler
IEC
International Electrotechnical Commission
IEEE
Institute of Electrical and Electronic Engineers
IK10
SIMATIC NET industrial communication product catalog
ISO
International Standardization Organization
ITP
Industrial Twisted Pair
LAN
Local area network
LED
Light emitting diode
LLC
Logical link control, layer 2b of the OSI reference model
MAC
Media access control
Abbreviations
Glossary-3SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
MAU
Medium attachment unit
MDI
Medium dependent interface
MIKE
Name of a managment interface card for the ASGE star coupler
MINI OTDE
Name of an optical transceiver for Industrial Ethernet
NEXT
Near end cross talk
OLM
Optical link module
ORM
Optical redundancy manager
OSI
Open system Interconnection, abstract model to describe communication betweenopen systems complying with ISO 7498
OSM
Optical switch module
PLC
Programmable logic controller
PP
Polypropylene
PUR
Polyurethane
PVC
Polyvenylchloride
PVV
Path variability value
SELV
Safety extra--low voltage
SNMP
Simple network management protocol
Abbreviations
Glossary-4SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
SQE
Signal quality error (”heartbeat”)
S/STP
Screened shielded twisted pair
VDE
Verband Deutscher Elektrotechniker (German association of electrotechnical engi-neers)
1SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks6GK1970--1BA10--0AA1
!
Siemens AGA&D PT2Postfach 4848D--90327 NürnbergFederal Republic of Germany
Please check any industry that applies to you:
" Automotive
" Chemical
" Electrical Machinery
" Food
" Instrument and Control
" Nonelectrical Machinery
" Petrochemical
" Pharmaceutical
" Plastic
" Pulp and Paper
" Textiles
" Transportation
" Other _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
From:Your Name: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _Your Title: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _Company Name: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Street: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _City, Zip Code_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _Country: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _Phone: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
2SIMATIC NET Industrial Twisted Pair and Fiber-Optic Networks
6GK1970--1BA10--0AA1
If you encountered any specific problems, please explain below:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Remarks FormYour comments and recommendations will help us to improve the quality and usefulnessof our publications. Please take the first available opportunity to fill out this questionnaireand return it to Siemens.
Please give each of the following questions your own personal mark within the rangefrom 1 (very good) to 5 (poor).
1. Do the contents meet your requirements?
2. Is the information you need easy to find?
3. Is the text easy to understand?
4. Does the level of technical detail meet your requirements?
5. Please rate the quality of the graphics/tables: