Faseroptik
Für Anwendungen, die eine möglichst hohe Bandbreite und absolute Immunität gegen elektromagnetische Störungen (EMI) erfordern, ist Faseroptik nach wie vor die erste Wahl. Faseroptische Kabel übertragen Daten als Lichtimpulse durch dünne Glas- oder Kunststoffstränge und bieten folgende Vorteile:
- Maximale Bandbreite: Mit einer Übertragungsrate von 100 Gbit/s und mehr eignet sich Faseroptik ideal für die unkomprimierte Übertragung von 8K+-Videos, massive Datenübertragungen von hochauflösenden Detektoren und Hochgeschwindigkeits-Backbone-Verbindungen innerhalb medizinischer Einrichtungen.
- EMI-Immunität: Im Gegensatz zu Kupfer sind faseroptische Kabel völlig unempfindlich gegenüber elektrischen Störungen und gewährleisten eine unverfälschte Signalintegrität in elektromagnetisch störungsreichen Umgebungen wie MRT-Räumen oder Operationssälen mit zahlreichen elektronischen Geräten.
- Große Entfernungen: Faseroptik kann Daten über Kilometer hinweg ohne nennenswerte Signalverschlechterung übertragen, sodass Repeater über typische Krankenhausentfernungen hinweg überflüssig werden.
- Flexibilität und Robustheit: Obwohl herkömmliche faseroptische Kabel als empfindlich gelten, liefert BizLink UL-zertifizierte Faseroptik-Kabel, insbesondere mit biegeunempfindlichen und röntgenbeständigen Fasern, die sich durch bemerkenswerte Flexibilität und Langlebigkeit auszeichnen. Dank ihrer fortschrittlichen Konstruktion mit robuster Ummantelung und internen Verstärkungselementen halten sie selbst starken mechanischen Belastungen stand und eignen sich daher für dynamische Anwendungen wie Roboterführung.
Ethernet
Kupferbasierte Industrial-Ethernet-Kabel (Cat 5e, 6 und 7) spielen weiterhin eine wichtige Rolle. Aufbauend auf dem regulären Ethernet bieten die FieldLink-Industrial-Ethernet-Kabel von Bizlink für medizinische Geräte eine gute Bandbreite (bis zu 10 Gbit/s für Cat 7) über Standardentfernungen (bis zu 100 Meter) und sind gleichzeitig speziell für den sicheren (in der Regel UL-anerkannten) und zuverlässigen Einsatz in anspruchsvollen Umgebungen ausgelegt. Sie verfügen über robuste Ummantelungen, die biokompatibel sind und Abrieb, Biegung, Torsion, Zug- oder Druckkräften, Ölen, Chemikalien und extremen Temperaturen standhalten.
Da sie sorgfältig abgeschirmt sind, sind sie nicht anfällig für elektromagnetische Störungen. Spezielle Versionen bieten erhöhte Flexibilität für dynamische Anwendungen wie Schleppketten oder Roboterbewegungen. Sie können auch Power over Ethernet (PoE) unterstützen und liefern sowohl Daten als auch Strom.
Single Pair Ethernet (SPE)
Entstanden aus den anspruchsvollen Umgebungen der Automobil- und Industriebranche, stellt SPE einen bedeutenden Fortschritt im Bereich der kupferbasierten Konnektivität dar. Die zentrale Innovation besteht darin, die Ethernet-Übertragung auf ein einziges verdrilltes Kupferkabelpaar zu reduzieren, was einen starken Kontrast zu den zwei oder vier Paaren darstellt, die im herkömmlichen Ethernet verwendet werden. Diese grundlegende Designentscheidung bringt erhebliche Vorteile für die medizinische Bildgebung mit sich:
- Platz & Gewicht: Durch die reduzierte Anzahl an Leitern sind SPE-Kabel bemerkenswert dünn und leicht, was eine Möglichkeiten zur Miniaturisierung in tragbaren und integrierten Bildgebungsgeräten unterstützt. Dies ist entscheidend, um komplexe Verkabelungen in kompakte Gehäuse einzubauen und die Gesamtbelastung mobiler Geräte zu reduzieren.
- Flexibilität: Die einfachere Konstruktion sorgt von Natur aus für eine überragende Flexibilität. Damit sind UL-anerkannte SPE-Kabel von BizLink ideal für Anwendungen geeignet, die kontinuierliche, dynamische Bewegungen erfordern, beispielsweise in Roboterarmen, die Bildgebungssonden führen, oder in Schleppketten von C-Bögen. Spezielle Mantelmaterialien verbessern zusätzlich ihre Beständigkeit gegen Öl und aggressive Reinigungsmittel, die in medizinischen Umgebungen häufig zum Einsatz kommen.
- Power over Data Line (PoDL): BizLink SPE-Kabel unterstützen PoDL, sodass sowohl Daten als auch Strom über dasselbe einzelne Paar übertragen werden können. Dies vereinfacht die Verkabelungsinfrastruktur, reduziert die Anzahl der Steckverbinder und vereinfacht die Installation und trägt somit zu einem übersichtlicheren und effizienteren Gerätedesign bei.
- Bandbreite: SPE-Kabel bieten zwar beeindruckende Datenraten von bis zu 1 Gbit/s (1000BASE-T1) über 40 Meter und 10 Mbit/s (10BASE-T1L) über 1.000 Meter, ihre Bandbreite ist jedoch im Allgemeinen geringer als bei faseroptischen oder Ethernet-Kabeln. Das bedeutet, dass sie sich hervorragend für viele Datenströme zwischen Sensoren und Prozessoren sowie für komprimierte Videos eignen, aber möglicherweise nicht für unkomprimierte Echtzeitbilder mit ultrahoher Auflösung wie 8K-VR ausreichen.
Parallelpaar-Hochgeschwindigkeitskabel
Für bestimmte Verbindungen in einem Gerät mit Bedarf an hoher Bandbreite über kurze Entfernungen, z.B. in Schaltschränken oder Servern, bieten die ParaLink-Parallelpaar-Hochgeschwindigkeitskabel von BizLink eine Reihe einzigartiger Vorteile.
Diese Kabel erreichen sehr hohe Datenraten (224 Gbit/s für ParaLink 60s) über kurze Entfernungen. Ihre parallele Konstruktion ermöglicht einen sehr kompakten Formfaktor innerhalb eines Geräts. Ihre Leistung hängt in hohem Maße von einer präzisen Impedanzanpassung und einer sorgfältigen Verlegung ab, um Crosstalk zu vermeiden. Sie sind in der Regel nicht für externe, dynamische Anwendungen mit wiederholten Flexibilitätsanforderungen oder für lange Übertragungsstrecken geeignet.
HDMI, DisplayPort, USB-C
BizLink bietet zahlreiche Videokabel, die in erster Linie für direkte Verbindungen zwischen Geräten und Bildschirmen konzipiert sind. HDMI- und DisplayPort-Kabel bieten eine hohe Bandbreite für unkomprimierte Videos (bis zu 48 Gbit/s für HDMI 2.1 und bis zu 80 Gbit/s für DisplayPort 2.1) und eignen sich daher für den Anschluss von Bildgebungskonsolen an hochauflösende Monitore. USB-C ist ein äußerst vielseitiger Anschluss, der über Alt-Modi (z. B. DisplayPort Alt Mode) hochauflösende Videos, Hochgeschwindigkeitsdaten und Strom über ein einziges Kabel übertragen kann. Dies vereinfacht die Konnektivität für tragbare Geräte.
Zusätzlich zu seinem breiten Portfolio an Standard-Videokabeln liefert BizLink HDMI-, DisplayPort- und USB-C-Kabel, die für hohe Packungsdichte, extreme Flexibilität, wiederholte dynamische Bewegungen oder raue Umgebungsbedingungen bei der integrierten Verkabelung von medizinischen Geräten ausgelegt sind. BizLink liefert auch kundenspezifisch geformte Steckverbinder, die für die interne Verlegung optimiert sind.
Koaxial
Während viele Standards Faseroptik- oder Twisted-Pair-Lösungen verwenden, bleiben Koaxialkabel für bestimmte, spezialisierte medizinische Anwendungen unverzichtbar, insbesondere dort, wo die Signalintegrität in besonderer Umgebungen von größter Bedeutung ist:
- Bandbreite & Qualität: Obwohl sie nicht von Natur aus immun gegen elektromagnetische Störungen sind, bietet ihr konzentrisches Leiter-/Abschirmungsdesign ein hohes Maß an zuverlässiger Signalintegrität und Abschirmung für HF-Anwendungen, wodurch sie in kontrollierten, elektromagnetisch empfindlichen Szenarien von Vorteil sind. Nichtmagnetische BizLink-Multikoaxialkabel spielen eine wichtige Rolle in der Kernspintomographie, wo sie die Spulen mit dem Computersystem verbinden.
- Größe & Komplexität: Die Koaxial- und Multikoaxialkabel von BizLink zeichnen sich durch ihre geringen Abmessungen (bis zu AWG 40) aus. Durch ihre kompakte Bauweise sind sie auch in mobilen Anwendungen flexibel einsetzbar.
- Eingeschränkte Funktionalität: Trotz ihrer hervorragenden speziellen Eigenschaften bieten sie im Allgemeinen eine geringere Bandbreite als faseroptische Kabel und sind für die digitale Bildgebung mit ultrahoher Auflösung und die Übertragung großer Datenmengen weniger geeignet.
Einschränkungen durch individuelles Design überwinden
Die Komplexität moderner medizinischer Bildgebungsgeräte bedeutet, dass es keinen einzigen Kabelstandard gibt, der eine universelle Lösung darstellt. Der wahre Vorteil liegt in der Möglichkeit, maßgeschneiderte Konnektivitätslösungen zu entwickeln, die die Stärken jeder Technologie strategisch nutzen und gleichzeitig ihre jeweiligen Einschränkungen mindern. Dazu gehören:
- Hybridkabel: Kombination verschiedener Kabeltypen (z. B. Faseroptik für Hochgeschwindigkeitsdaten, Kupfer für Strom oder Signale mit niedriger Geschwindigkeit, sogar Luft-/Flüssigkeitsschläuche) in einem einzigen, optimierten Mantel, um maximale Funktionalität bei minimalem Platzbedarf zu erreichen.
- Fortschrittliche Materialien & Konstruktion: Verwendung spezieller Mantelmaterialien, Abschirmtechniken und Verseilungsdesigns, um Flexibilität, Haltbarkeit und EMI-Leistung über die Standardspezifikationen hinaus zu verbessern.
- Optimierte Verlegung und Steckverbinder: Entwicklung von Kabelkonfektionen mit präziser Verlegung, Zugentlastung und kundenspezifischen Steckverbindern, die perfekt auf die mechanischen und elektrischen Anforderungen des Geräts abgestimmt sind und eine lange Lebensdauer in dynamischen Anwendungen gewährleisten.
- Integrierte Lösungen: Entwicklung kompletter Kabelsubsysteme, die vorab montiert und getestet werden, wodurch die Integration für OEMs vereinfacht und eine konsistente Leistung gewährleistet wird.
Durch diesen maßgeschneiderten Ansatz können Medizintechnikingenieure die Grenzen von Standardkomponenten überwinden, das volle Potenzial fortschrittlicher Bildgebungstechnologien ausschöpfen und einen zuverlässigen, leistungsstarken Betrieb in den anspruchsvollsten Gesundheitsumgebungen gewährleisten.
