औद्योगिक अप्रबंधित स्विच Advantech EKI-2000 श्रृंखला

ईथरनेट नेटवर्क का निर्माण करते समय, स्विचिंग उपकरण के विभिन्न वर्गों का उपयोग किया जाता है। अलग से, यह अप्रबंधित स्विचों को उजागर करने लायक है - सरल उपकरण जो आपको एक छोटे ईथरनेट नेटवर्क के संचालन को जल्दी और कुशलता से व्यवस्थित करने की अनुमति देते हैं। यह आलेख EKI-2000 श्रृंखला के प्रवेश स्तर के अप्रबंधित औद्योगिक स्विचों का विस्तृत अवलोकन प्रदान करता है।

परिचय

ईथरनेट लंबे समय से किसी भी औद्योगिक नेटवर्क का एक अभिन्न अंग बन गया है। आईटी उद्योग से आए इस मानक ने नेटवर्क संगठन के गुणात्मक रूप से नए स्तर पर जाना संभव बना दिया। गति बढ़ी है, विश्वसनीयता बढ़ी है और नेटवर्क बुनियादी ढांचे के केंद्रीकृत प्रबंधन की संभावना उभरी है। डेटा ट्रांसफर प्रोटोकॉल के रचनाकारों को लंबे समय तक इंतजार करने के लिए मजबूर नहीं किया गया। लगभग सभी प्रमुख औद्योगिक प्रोटोकॉल, जैसे मॉडबस टीसीपी, ईथरनेट/आईपी, आईईसी 60870-5-104, प्रोफिनेट, डीएनपी3, आदि, आधार के रूप में एक समान या समान ओएसआई मॉडल का उपयोग करते हैं। पेलोड को एक फ्रेम में रखा जाता है और ईथरनेट नेटवर्क पर प्रसारित किया जाता है। लगभग हर आधुनिक नियंत्रक, स्मार्ट सेंसर या ऑपरेटर पैनल एक ही नाम के नेटवर्क से जुड़ने के लिए ईथरनेट इंटरफेस से लैस है। इसका मतलब यह है कि, सिद्धांत रूप में, एक औद्योगिक नेटवर्क मानक ईथरनेट उपकरणों का उपयोग कर सकता है जो कॉर्पोरेट, कार्यालय या यहां तक ​​कि घरेलू नेटवर्क में भी पाए जा सकते हैं। हालाँकि, व्यवहार में, उपकरणों का एक बड़ा वर्ग लंबे समय से बना हुआ है जो विशेष रूप से औद्योगिक ईथरनेट जैसे नेटवर्क के साथ काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसमें विशेष रूप से औद्योगिक वातावरण में काम करने के लिए अनुकूलित नेटवर्क उपकरण शामिल हैं, जो विश्वसनीयता सुनिश्चित करते हैं, विलंबता का न्यूनतम स्तर सुनिश्चित करते हैं, और किसी विशेष उद्योग के लिए आवश्यक विभिन्न औद्योगिक मानकों को भी पूरा करते हैं। इस मामले में, मुख्य "मुकाबला" इकाई, एक नियम के रूप में, एक औद्योगिक ईथरनेट स्विच है। यह इस तथ्य के कारण है कि स्विच एक उपकरण है जो औद्योगिक नेटवर्क के घटकों और नोड्स के बीच विश्वसनीय और, सबसे महत्वपूर्ण, तेज़ इंटरैक्शन की अनुमति देता है।

स्विच - एक औद्योगिक नेटवर्क के लिए इष्टतम समाधान

एक औद्योगिक स्विच, या स्विच, एक औद्योगिक नेटवर्क बनाने के लिए उपयोग किया जाने वाला मुख्य उपकरण है। एक स्विच क्यों? आख़िरकार, अन्य नेटवर्क डिवाइस भी हैं, उदाहरण के लिए हब (हब) या राउटर (राउटर)। यह सब गति और कार्यक्षमता के बारे में है। सूचीबद्ध सबसे तेज़ उपकरण हब है; कुछ समय पहले इस प्रकार का उपकरण अपनी कम कीमत के कारण बहुत लोकप्रिय था। वास्तव में, हब एक मल्टीपोर्ट रिपीटर है; यह ओएसआई नेटवर्क मॉडल के अनुसार भौतिक स्तर पर संचालित होता है और प्राप्त डेटा को सभी कनेक्टेड पोर्ट पर रिले करता है।

एक ओर, यह योजना नेटवर्क में न्यूनतम देरी की अनुमति देती है, लेकिन दूसरी ओर, नेटवर्क पर भार बढ़ जाता है, क्योंकि इस कार्यान्वयन के साथ प्रसारण प्रसारित हो जाता है। इससे अक्सर नेटवर्क प्रदर्शन में भारी गिरावट आती थी। राउटर, बदले में, एक उपकरण है जो ओएसआई मॉडल के अनुसार नेटवर्क स्तर पर काम करता है और इसमें बहुत समृद्ध कार्यक्षमता होती है जो ट्रैफ़िक ट्रांसमिशन मार्गों के निर्माण की अनुमति देती है। इस तरह की कार्यक्षमता के लिए उच्च डिवाइस प्रदर्शन की आवश्यकता होती है, क्योंकि सूचना पैकेट का विश्लेषण ओएसआई मॉडल के तीसरे स्तर और उच्चतर के हेडर से शुरू किया जाता है। नतीजतन, देरी लंबी हो जाती है, क्योंकि राउटर पर कार्यान्वयन ज्यादातर मामलों में सॉफ्टवेयर होता है, कीमत स्वाभाविक रूप से अधिक होती है, और नेटवर्क कोर स्तर पर ऐसी कार्यक्षमता की मांग होती है।

परिणामस्वरूप, विभिन्न स्तरों और कार्यक्षमता के स्विच औद्योगिक ईथरनेट नेटवर्क में सबसे व्यापक हो गए हैं। स्विच हब की तुलना में अधिक स्मार्ट डिवाइस है और राउटर की तुलना में तेज़ है क्योंकि यह ओएसआई मॉडल के अनुसार लिंक परत पर काम करता है। ट्रैफ़िक को स्पष्ट रूप से वितरित किया जाता है और सीधे प्राप्तकर्ता को भेजा जाता है, जो नेटवर्क उपकरण पर अनावश्यक भार को समाप्त करता है, जिससे अन्य खंडों को उस डेटा को संसाधित नहीं करने की अनुमति मिलती है जो उनके लिए अभिप्रेत नहीं है। यह प्रत्येक प्रेषित डेटा फ़्रेम में निहित प्रेषक और गंतव्य मैक पते का विश्लेषण करके प्राप्त किया जाता है। यह स्विचिंग आपको स्वीकार्य मूल्य स्तर बनाए रखते हुए ट्रैफ़िक वितरण में न्यूनतम देरी प्राप्त करने की अनुमति देती है।

इसकी मेमोरी में, स्विच में एक तालिका (सीएएम-टेबल) होती है, जो होस्ट के मैक पते और स्विच के भौतिक पोर्ट के बीच पत्राचार को इंगित करती है, जो नेटवर्क पर लोड को कम कर देती है, क्योंकि स्विच को पता होता है कि कौन सा पोर्ट वास्तव में है डेटा पैकेट को अग्रेषित करने के लिए। हालाँकि, यह विचार करने योग्य है कि जब स्विच चालू या रीबूट किया जाता है, तो यह प्रशिक्षण मोड में काम करता है, क्योंकि पत्राचार तालिका खाली है। इस मोड में, स्विच पर आने वाला डेटा अन्य सभी पोर्ट पर भेजा जाता है, और स्विच विश्लेषण करता है और प्रेषक के मैक पते को तालिका में दर्ज करता है। समय के साथ, ट्रैफ़िक स्थानीयकृत हो जाता है क्योंकि स्विच सभी पोर्ट के लिए एक पूर्ण मैक एड्रेस मैपिंग तालिका संकलित करता है।

अब औद्योगिक नेटवर्क के लिए नेटवर्क उपकरण के कई निर्माता नेटवर्क नोड्स के बीच इंटरैक्शन सुनिश्चित करने के लिए उपकरणों के रूप में स्विच पेश करते हैं। पोर्टफोलियो में विभिन्न कार्यक्षमता के स्विच शामिल हैं; एक नियम के रूप में, अप्रबंधित, प्रबंधित और एल 3 स्तर के स्विच हैं। और यदि L3 स्विच का उपयोग नेटवर्क कोर स्तर पर राउटर के विकल्प के रूप में किया जाता है और उनकी पसंद के साथ केवल अत्यधिक विशिष्ट मुद्दे जुड़े होते हैं, तो प्रबंधित और अप्रबंधित स्विच के बीच का विकल्प उन कार्यों की सही परिभाषा के लिए आता है जो नेटवर्क डिवाइस को करना होगा। हल करना। इसके बाद, हम प्रबंधित और अप्रबंधित स्विच के बीच बुनियादी अंतर देखेंगे।

प्रबंधित और अप्रबंधित स्विच

प्रबंधित और अप्रबंधित स्विच वास्तव में दो अलग-अलग डिवाइस हैं जो OSI मॉडल के L2 स्तर पर काम करते हैं। एक अप्रबंधित स्विच को सभी नेटवर्क प्रतिभागियों में समान रूप से गति और संचारित ट्रैफ़िक को स्वचालित रूप से वितरित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह कम संख्या में अंतिम उपकरणों वाले नेटवर्क के लिए इष्टतम समाधान है; इसके फायदों में शामिल हैं:

• ईथरनेट नेटवर्क का उच्च थ्रूपुट सुनिश्चित करना;
• कम प्रतिक्रिया समय;
• नियंत्रण की आसानी;
• डेटा प्रवाह प्रबंधन के लिए अतिरिक्त कार्यक्षमता की उपलब्धता।

एक प्रबंधित स्विच की लागत अधिक होती है, इसका उपयोग बड़े नेटवर्क के लिए किया जाता है और इसमें संचारित ट्रैफ़िक, गति को पूरी तरह से नियंत्रित करने की क्षमता होती है, और इसमें अतिरिक्त प्रबंधन क्षमताएं भी होती हैं। वास्तव में, यह नेटवर्क अनुभागों के लिए इष्टतम समाधान है जहां विभाजन, अतिरेक, सूचना सुरक्षा आदि के लिए अतिरिक्त कार्यक्षमता की आवश्यकता होती है। एक अप्रबंधित स्विच के विपरीत, एक प्रबंधित स्विच को कई अतिरिक्त और अनिवार्य सेटिंग्स निर्दिष्ट करके कॉन्फ़िगर किया जाना चाहिए।

अप्रबंधित स्विच प्लग एंड प्ले डिवाइस हैं जिन्हें जटिल कॉन्फ़िगरेशन या गहन ज्ञान की आवश्यकता नहीं होती है। वे आपको अतिरिक्त सेटिंग्स के बिना ईथरनेट नेटवर्क पर उपकरणों के बीच आदान-प्रदान को तुरंत व्यवस्थित करने की अनुमति देते हैं। ये स्विच ईथरनेट उपकरणों को एक-दूसरे (जैसे पीएलसी और एचएमआई) के साथ संचार करने की अनुमति देते हैं, नेटवर्क से कनेक्शन प्रदान करते हैं और प्रेषक से गंतव्य तक जानकारी भेजते हैं। वे एक निश्चित कॉन्फ़िगरेशन के साथ आते हैं और सेटिंग्स में किसी भी बदलाव की अनुमति नहीं देते हैं, इसलिए फ़्रेम को प्राथमिकता देने या अतिरिक्त कॉन्फ़िगरेशन करने की कोई आवश्यकता नहीं है।

अप्रबंधित स्विच का उपयोग मुख्य रूप से परिधीय उपकरणों को नेटवर्क स्पर्स या कई घटकों के साथ एक छोटे स्टैंड-अलोन नेटवर्क से जोड़ने के लिए किया जाता है। औद्योगिक वातावरण में, विशिष्ट आवश्यकताओं के अनुरूप स्विच का उपयोग करना आवश्यक है।

औद्योगिक स्विच विभिन्न औद्योगिक अनुप्रयोगों जैसे बिजली उत्पादन, तेल और गैस, रेल परिवहन और बुनियादी ढांचे आदि के लिए विकसित किए जाते हैं। वे विशेष रूप से तापमान, कंपन और झटके की एक विस्तृत श्रृंखला में काम करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं और एक लागत प्रभावी और विश्वसनीय सुरक्षित नेटवर्क के निर्माण में योगदान करते हैं।

एडवांटेक श्रृंखला स्विच ईकेआई-2000

औद्योगिक स्विच एडवांटेक श्रृंखला ईकेआई-2000 प्रवेश स्तर के उपकरण हैं और इन्हें ईथरनेट नेटवर्क बनाकर उपकरणों के इंटरेक्शन को त्वरित रूप से व्यवस्थित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। वर्तमान में श्रृंखला में ईकेआई-2000 25 से अधिक डिवाइस शामिल हैं, नीचे दी गई तालिका ऑर्डर संख्या का विवरण दिखाती है।

इस मामले में, स्विच को सिंगल-मोड और मल्टीमोड फाइबर पर डेटा ट्रांसमिशन के लिए आरजे-45 पोर्ट और ऑप्टिकल पोर्ट दोनों से लैस किया जा सकता है, अधिकतम गति 1 Gbit/s तक पहुंच सकती है।

श्रृंखला स्विच की कार्यक्षमता ईकेआई-2000

अप्रबंधित स्विचों की कार्यक्षमता आम तौर पर कुछ भी असाधारण नहीं है। हालाँकि, आइए जानें कि एडवांटेक श्रृंखला स्विच पर कौन से फ़ंक्शन अभी भी उपलब्ध हैं ईकेआई-2000.

एमडीआई/एमडीआई-एक्स कनेक्शन प्रकार का स्वचालित पता लगाना

यह सुविधा आपको केबल प्रकार की चिंता किए बिना किसी भी प्रकार के ईथरनेट डिवाइस को स्विच से कनेक्ट करने की अनुमति देती है: सीधे या क्रॉसओवर।
आमतौर पर, नेटवर्क एडाप्टर को L2 नेटवर्क उपकरण (एक हब या स्विच) से कनेक्ट करने के लिए "स्ट्रेट थ्रू" केबल का उपयोग किया जाता है। दो समान नेटवर्क उपकरणों को एक-दूसरे से कनेक्ट करने के लिए या, उदाहरण के लिए, राउटर से नेटवर्क एडॉप्टर को कनेक्ट करने के लिए, क्रॉसओवर केबल का उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है। एमडीआई/एमडीआई-एक्स फ़ंक्शन की उपस्थिति आपको स्विच के साथ किसी भी प्रकार के केबल का उपयोग करने की अनुमति देती है।

नेटवर्क प्रकार का स्वचालित पता लगाना (ऑटो-नेगोशिएशन)

यह फ़ंक्शन, एमडीआई/एमडीआई-एक्स का अनुसरण करते हुए, प्लग एंड प्ले से संबंधित है और आपको ईथरनेट मानक द्वारा प्रदान किए गए नेटवर्क के प्रकार और ट्रांसमिशन गति को स्वचालित रूप से निर्धारित करने की अनुमति देता है। व्यवहार में, यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, क्योंकि मौजूदा नेटवर्क 10 Mbit/s से 1 Gbit/s तक विभिन्न गति विशेषताओं वाले उपकरणों का उपयोग कर सकता है। ऑटो-नेगोशिएशन नेटवर्क उपयोगकर्ताओं के लिए जीवन को बहुत आसान बनाता है। डिवाइस स्वयं अपनी सीमा "ईथरनेट पड़ोसी" के साथ गति पर "बातचीत" करेगा।

प्रसारण तूफान संरक्षण

प्रसारण तूफ़ान सुरक्षा भी स्विचों के लिए एक बहुत उपयोगी सुविधा है। प्रसारण तूफान आमतौर पर स्थानीय नेटवर्क में लूप या नेटवर्क प्रतिभागियों में से किसी एक के गलत व्यवहार के कारण होता है। ऐसे मामलों में, नेटवर्क बड़ी संख्या में बेकार फ़्रेमों से भर जाएगा, जिससे इसकी गति प्रभावित होगी।

स्विच की प्रसारण तूफान सुरक्षा सुविधा स्वचालित रूप से प्रसारण फ़्रेम को फ़िल्टर कर देती है। और जब प्रसारण ट्रैफ़िक एक निश्चित सीमा से अधिक हो जाता है, तब भी नेटवर्क चालू रहता है क्योंकि स्विच स्वचालित रूप से सामान्य फ़्रेमों के प्रसारण के लिए बैंडविड्थ आरक्षित रखता है।

अप्रबंधित स्विचों पर प्रसारण तूफान सुरक्षा सुविधा ईकेआई-2000 डिफ़ॉल्ट रूप से सक्षम। प्रत्येक मॉडल के लिए सीमा मूल्यों के बारे में विस्तृत जानकारी निर्माता की आधिकारिक वेबसाइट पर स्पष्ट की जानी चाहिए।

पी-फेल रिले

आइए इस तथ्य से शुरू करें कि श्रृंखला के अधिकांश मॉडल ईकेआई-2000 12…48 वी डीसी की इनपुट वोल्टेज रेंज के लिए डिज़ाइन किया गया। इनपुट को डुप्लिकेट किया गया है और स्व-रीसेटिंग फ़्यूज़ के माध्यम से पोलरिटी रिवर्सल के साथ-साथ ओवरकरंट के खिलाफ संरक्षित किया गया है। इनपुट पर एक वोल्टेज तुलनित्र होता है, और जब वोल्टेज दोनों इनपुट पर लागू होता है, तो तुलनित्र स्वचालित रूप से एक उच्च मान का चयन करता है और इस इनपुट को मुख्य बनाता है। जब किसी एक इनपुट पर वोल्टेज विफल हो जाता है या जब इसका स्तर 12 वी से नीचे चला जाता है, तो स्विच स्वचालित रूप से दूसरे चैनल पर स्विच हो जाता है और पी-फ़ेल रिले को बंद कर देता है। यह फ़ंक्शन आपको स्विच के बिजली आपूर्ति नेटवर्क की स्थिति की निगरानी करने और असामान्य संचालन का तुरंत संकेत देने की अनुमति देता है।

एलईडी संकेत

यह सुविधा आपको दृश्य रूप से निरीक्षण करके स्विच की स्थिति का आकलन करने की अनुमति देती है। श्रृंखला स्विच का प्रत्येक डेटा पोर्ट ईकेआई-2000 ट्रांसमिशन गति, कनेक्शन स्थिति और संभावित टकराव की स्थिति प्रदर्शित करने के लिए दो एलईडी हैं। ऐसे एलईडी भी हैं जो पी-फेल रिले की नकल करते हैं, जो पावर सर्किट में से एक के टूटने पर एक साथ सक्रिय हो जाते हैं।

PoE (पावर-ओवर-ईथरनेट)

श्रृंखला में कई अप्रबंधित स्विचों पर ईकेआई-2000 पावर-ओवर-ईथरनेट फ़ंक्शन लागू किया गया है। यह आपको IEEE 802.3af और IEEE 802.3at (PoE+) मानकों के अनुसार दूरस्थ उपकरणों को बिजली प्रदान करने की अनुमति देता है, जहां श्रेणी 5e और उच्चतर की एक मुड़ जोड़ी ट्रांसमिशन लाइन का उपयोग बिजली लाइन के रूप में किया जाता है। लाइन पर वोल्टेज ड्रॉप से ​​बचने के लिए इन स्विचों के लिए बिजली आपूर्ति नेटवर्क के रूप में 53...57 वीडीसी के नाममात्र मूल्य का उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है।

अंतर्निहित ईएमआई और ईएसडी सुरक्षा

शृंखला स्विच करें ईकेआई-2000 विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप और स्थैतिक वोल्टेज से बचाने के लिए एक अंतर्निहित फ़िल्टरिंग प्रणाली है। पावर लाइन के माध्यम से, स्विच 3000 वी डीसी तक के आयाम के साथ अल्पकालिक आवेग शोर के दौरान संचालन क्षमता प्रदान कर सकता है, साथ ही 45 वी तक आरजे -4000 बंदरगाहों पर इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज के दौरान भी।

रचनात्मक

श्रृंखला के बिल्कुल सभी स्विच ईकेआई-2000 सुरक्षा की डिग्री IP30 के साथ एक टिकाऊ धातु आवास है। संरचनात्मक रूप से श्रृंखला ईकेआई-2000 इसे दो संस्करणों में बनाया जा सकता है, यह या तो डीआईएन रेल पर लगाने के लिए या 19' रैक में लगाने के लिए एक संस्करण है। किट में सभी आवश्यक माउंटिंग शामिल है। इसके अलावा, जो स्विच डीआईएन रेल पर लगाए जाने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, उन्हें एक पैनल पर लगाया जा सकता है; माउंट की आपूर्ति की जाती है।

निष्कर्ष

औद्योगिक अप्रबंधित स्विच विशेष रूप से औद्योगिक वातावरण में काम करने के लिए अनुकूलित उपकरण हैं। वे ईथरनेट नोड्स के बीच विश्वसनीय और तेज़ इंटरैक्शन प्रदान करते हैं, और अतिरिक्त सेटिंग्स और कॉन्फ़िगरेशन की आवश्यकता नहीं होती है। फिलहाल, एक अप्रबंधित स्विच एक सरल कम लागत वाला नेटवर्क उपकरण है जो ईथरनेट नेटवर्क पर एक्सचेंज के आयोजन से संबंधित काफी बड़ी संख्या में बुनियादी कार्यों को हल कर सकता है। किसी कॉन्फ़िगरेशन की आवश्यकता नहीं है; आपको बस बॉक्स से स्विच हटाने और सभी आवश्यक कनेक्टर कनेक्ट करने की आवश्यकता है।

एडवांटेक अप्रबंधित स्विच श्रृंखला ईकेआई-2000उपकरणों के वर्णित वर्ग से संबंधित, महत्वपूर्ण और आवश्यक कार्यों की एक विस्तृत श्रृंखला का समर्थन करता है, जैसे एमडीआई/एमडीआई-एक्स कनेक्शन प्रकार का स्वचालित पता लगाना, नेटवर्क प्रकार का स्वचालित पता लगाना (ऑटो-नेगोशिएशन), प्रसारण तूफान सुरक्षा, पीओई, सुरक्षा विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप और इलेक्ट्रोस्टैटिक रैंक आदि के विरुद्ध। कुल मिलाकर, ये सभी फ़ंक्शन आपको उपयोग करने की अनुमति देते हैं ईकेआई-2000 नेटवर्क और अंतिम नोड्स के बीच बातचीत के आयोजन की बुनियादी समस्याओं को हल करने के लिए।

आवेदन उदाहरण

एडवांटेक के ग्राहकों में से एक है चीन राष्ट्रीय पेट्रोलियम निगम (सीएनपीसी). संबद्ध लागतों को कम करते हुए डेटा संचार क्षमताओं को बढ़ाने के लिए, सीएनपीसी ने एडवांटेक के तेल क्षेत्र निगरानी और नियंत्रण समाधान का चयन किया। डेटा को फ़ील्ड से नियंत्रण केंद्र तक सेलुलर नेटवर्क के माध्यम से प्रेषित किया जाता है। राउटर्स बीबी-एसएल306 स्विचों के साथ स्थापित किये गये थे ईकेआई-2525आई पंप बे से सटे कैबिनेट में, कैमरा, पीएलसी, आरटीयू और अन्य उपकरणों जैसे फील्ड उपकरणों के लिए नेटवर्क कनेक्टिविटी प्रदान की जाती है।

साहित्य

1. औद्योगिक ईथरनेट का परिचय
2. ईथरनेट स्विच चुनने से पहले पूछे जाने वाले 10 प्रश्न
3. EKI-2525 5-पोर्ट 10/100Base-TX औद्योगिक अप्रबंधित ईथरनेट स्विच। EKI-2528 8-पोर्ट 10/100Base-TX औद्योगिक अप्रबंधित ईथरनेट स्विच: उपयोगकर्ता मैनुअल

लेखक कंपनी का कर्मचारी है PROSOFT

स्रोत: www.habr.com