Промышленные коммутаторы: виды и особенности

Промышленные коммутаторы используются для построения ethernet-сети на производственных предприятиях для соединения технологического оборудования в единую систему обмена данными. Эти устройства помогают переадресовывать пакеты от источника к получателю, не допуская перегрузки и остановки работы. 

Такие приборы выпускают компании MOXA, Hirschmann, ПК ОПТИ, Siemens, Kyland. В отличие от обычных приборов, они рассчитаны на эксплуатацию в сложных внешних условиях производственного цеха, склада или другого объекта. Помимо переадресации данных, эти приборы имеют дополнительные функции, работают от сети постоянного тока, выполнены в унифицированном корпусе для установки на рейку или в стойку. 

Разберемся подробнее в назначении промышленного коммутатора Ethernet и принципах его работы. 

Требования к промышленным коммутаторам

Сетевой коммутатор Ethernet используют для соединения друг с другом цифрового оборудования, которое обменивается данными по кабелю «витая пара». Они нужны в случаях, когда инфраструктура будет работать в сложных климатических условиях. 

В отличие от «офисных» моделей эти сетевые приборы имеют такие особенности:

• Защищенный от пыли и влаги корпус;
• Работа при температуре от — 30°С до + 50°С;
• Резервные механизмы коммутации, которые обеспечивают работоспособность сети при повреждении основных каналов коммуникации;
• Подача питания от источника постоянного тока напряжением 24 В.

В промышленности используют коммутаторы L2 уровня, которые играют роль сетевого моста. Они соединяют друг с другом различные устройства и быстро передают данные от одного источника к другому. При этом в них остается стандартный разъем RJ45.

Особенности коммутаторов для объектов промышленности

Традиционная сеть передачи данных Ethernet в промышленности трансформировалась в Industrial Ethernet. С ее помощью происходит информационный обмен в системах управления производственными процессами. 

Главным отличием от стандартной технологии является высокий уровень детерминизма, для которого к базовому протоколу добавляют дополнительные:

• EtherCAT;
• EtherNet/IP;
• PROFINET;
• POWERLINK.

Благодаря им индустриальная сеть приобретает функции самотестирования и коррекции ошибок, синхронизации работы устройств. Это гарантирует, что прибор не просто примет и/или отправит данные, но сделает это в нужный момент.

Помимо этого, коммутатору имеют другие возможности:

• Автоматическое определение типа соединения — эта функция позволяет подключать к коммутатору оборудование кабелями с прямой (патч-корд) или перекрестной (кросс-овер) коммутацией;
• Автоматическое определение типа сети — аппарат сам распознает тип сети и скорость передачи данных, что дает возможность соединять устройства, поддерживающие стандарты от 10 Мбит/с до 1 Гбит/с;
• Защита от широковещательного шторма — опция, которая предотвращает перегрузку сети из-за появления петель или неправильной работы конечного прибора;
• P-Fail-реле для бесперебойного питания — силовой порт коммутатора дублируется и защищен от перегрузки для автоматического перехода на резервное питание;
• Светодиодная индикация для быстрой диагностики — благодаря ей администратор может определить состояние оборудования визуально, без использования программной диагностики;
• PoE для подачи питания к различным аппаратам;
• Защита от помех — предотвращает появление ошибок и поломку коммутатора из-за электромагнитных помех или накопления статического напряжения на портах;
• SPF-модули для подключения к коммутаторам оптических линий. 

Виды промышленных коммутаторов

Коммутаторы Ethernet для производства делятся на две большие группы:

1. Управляемый. Это дорогое устройство, которое применяют для построения сложных и разветвленных сетей. Пользователь может управлять трафиком и скоростью передачи данных, задействовать опциональные возможности, сегментировать, резервировать и защищать сеть. Его необходимо правильно настроить перед включением в систему. 
2. Неуправляемый. Его используют для равномерного распределения передаваемого трафика всем подключенным к сети устройствам. Он подходит для построения небольших сегментов сетевой инфраструктуры. Их легко подключить к сети и автоматически настраиваются без участия пользователя. 

Кроме того, устройства классифицируются на группы по конструктивному исполнению:

• Для стойки — их можно установить в стандартные 19-дюймовые серверные шкафы;
• Для DIN-рейки — благодаря особой задней части корпуса коммутаторы монтируются на рейку для электрического оборудования в распределительных щитах;
• Медиаконвертеры — применяются для трансформации одного сигнала в другой;
• Модульные устройства — состоят из отдельных элементов и компонуются в зависимости от потребностей конкретной сети;
• Удлинители — их используют для усиления сигнала при прокладке сети Ethernet на большое расстояние (один сегмент не может быть больше 100 м). 

Принцип работы коммутатора Ethernet

Теперь разберемся, как работает коммутатор Ethernet или свич. В отличие от хаба, с его помощью можно обеспечить обмен данными между конечными приборами, избежав широковещательной трансляции пакетов. 

Принцип следующий:

1. Сеть Ethernet отправляет и получает данные фреймами, которые формируют непрерывный трафик. Коммутатор берет на себя роль распределительного устройства между отправителями и получателями. 
2. Коммутатор формирует таблицу MAC-адресов, в которой прописаны отправители и получатели фреймов. Это позволяет сетевому устройству знать, на какой порт нужно отправлять данные. 
3. При ретрансляции свитч отсылает фрейм только адресату, благодаря чему предотвращается перегрузка остальных каналов связи. 

Промышленные коммутаторы находятся на складе в России. Уточнить наличие и стоимость вы можете по запросу - отправьте ваш запрос на почту contact@oessp.ru или позвоните по телефону 8 (800) 707-41-35.