Apabila membina rangkaian Ethernet, pelbagai kelas peralatan pensuisan digunakan. Secara berasingan, ia patut diserlahkan suis tidak terurus - peranti mudah yang membolehkan anda mengatur operasi rangkaian Ethernet kecil dengan cepat dan cekap. Artikel ini memberikan gambaran keseluruhan terperinci tentang suis industri tidak terurus peringkat permulaan siri EKI-2000.
Pengenalan
Ethernet telah lama menjadi sebahagian daripada mana-mana rangkaian perindustrian. Piawaian ini, yang datang dari industri IT, memungkinkan untuk beralih ke tahap organisasi rangkaian yang baru secara kualitatif. Kelajuan telah meningkat, kebolehpercayaan telah meningkat, dan kemungkinan pengurusan terpusat bagi infrastruktur rangkaian telah muncul. Pencipta protokol pemindahan data tidak dipaksa menunggu lama. Hampir semua protokol industri utama, seperti Modbus TCP, EtherNet/IP, IEC 60870-5-104, PROFINET, DNP3, dsb., menggunakan model OSI yang serupa atau serupa sebagai asas. Muatan diletakkan dalam bingkai dan dihantar melalui rangkaian Ethernet. Hampir setiap pengawal moden, sensor pintar atau panel pengendali dilengkapi dengan antara muka Ethernet untuk menyambung ke rangkaian dengan nama yang sama. Ini bermakna, secara teori, rangkaian perindustrian boleh menggunakan peranti Ethernet standard yang boleh didapati dalam rangkaian korporat, pejabat, atau rumah. Walau bagaimanapun, dalam praktiknya, kelas besar peranti telah lama dibentuk yang direka bentuk untuk berfungsi secara khusus dengan rangkaian seperti Ethernet Industri. Ia termasuk peranti rangkaian yang disesuaikan untuk berfungsi secara khusus dalam persekitaran industri, memastikan kebolehpercayaan, tahap kependaman minimum, dan juga memenuhi pelbagai piawaian industri yang diperlukan oleh industri tertentu. Dalam kes ini, unit "tempur" utama, sebagai peraturan, adalah suis Ethernet perindustrian. Ini disebabkan oleh fakta bahawa suis ialah peranti yang membolehkan interaksi yang boleh dipercayai dan, yang paling penting, pantas antara komponen dan nod rangkaian perindustrian.
Suis β penyelesaian optimum untuk rangkaian perindustrian
Suis industri, atau suis, ialah peranti utama yang digunakan untuk membina rangkaian perindustrian. Kenapa suis? Lagipun, terdapat peranti rangkaian lain, contohnya hub (hub) atau penghala (router). Ini semua tentang kelajuan dan fungsi. Peranti terpantas yang disenaraikan ialah hab; beberapa ketika dahulu jenis peranti ini sangat popular kerana harganya yang rendah. Sebenarnya, hab ialah pengulang multiport; ia beroperasi pada tahap fizikal mengikut model rangkaian OSI dan menyampaikan data yang diterima ke semua port yang disambungkan.
Di satu pihak, skim ini membolehkan kelewatan minimum dalam rangkaian, tetapi sebaliknya, beban pada rangkaian meningkat, kerana siaran dengan pelaksanaan ini ternyata disiarkan. Ini sering menyebabkan penurunan mendadak dalam prestasi rangkaian. Penghala pula ialah peranti yang beroperasi pada peringkat rangkaian mengikut model OSI dan mempunyai fungsi yang sangat kaya yang membolehkan pembinaan laluan penghantaran trafik. Kefungsian sedemikian memerlukan prestasi peranti yang lebih tinggi, kerana paket maklumat dianalisis bermula dari pengepala tahap ke-3 model OSI dan lebih tinggi. Akibatnya, kelewatan menjadi lebih lama, memandangkan pelaksanaan pada penghala dalam kebanyakan kes adalah perisian, harga secara semula jadi lebih tinggi, dan kefungsian sedemikian adalah dalam permintaan di peringkat teras rangkaian.
Akibatnya, suis pelbagai peringkat dan fungsi telah menjadi yang paling meluas dalam rangkaian Ethernet industri. Suis ialah peranti yang lebih pintar daripada hab dan lebih pantas daripada penghala kerana ia beroperasi pada lapisan pautan mengikut model OSI. Trafik diedarkan dengan jelas dan dihantar terus kepada penerima, yang menghapuskan beban yang tidak perlu pada peralatan rangkaian, membolehkan segmen lain tidak memproses data yang tidak dimaksudkan untuk mereka. Ini dicapai dengan menganalisis alamat MAC penghantar dan destinasi yang terkandung dalam setiap bingkai data yang dihantar. Pensuisan ini membolehkan anda mencapai kelewatan minimum dalam pengagihan trafik sambil mengekalkan tahap harga yang boleh diterima.
Dalam ingatannya, suis mengandungi jadual (CAM-table), yang menunjukkan korespondensi antara alamat MAC hos dan port fizikal suis, yang dengan tepat mengurangkan beban pada rangkaian, kerana suis mengetahui dengan tepat port mana untuk memajukan paket data ke. Walau bagaimanapun, perlu dipertimbangkan bahawa apabila suis dihidupkan atau but semula, ia beroperasi dalam mod latihan, kerana jadual surat-menyurat kosong. Dalam mod ini, data yang datang kepada suis dihantar ke semua port lain dan suis menganalisis dan memasukkan alamat MAC penghantar ke dalam jadual. Dari masa ke masa, trafik disetempatkan apabila suis menyusun jadual pemetaan alamat MAC lengkap untuk semua port.
Kini banyak pengeluar peralatan rangkaian untuk rangkaian industri menawarkan suis sebagai peranti untuk memastikan interaksi antara nod rangkaian. Portfolio termasuk suis pelbagai fungsi; sebagai peraturan, terdapat suis tahap tidak terurus, terurus dan L3. Dan jika suis L3 digunakan sebagai alternatif kepada penghala di peringkat teras rangkaian dan hanya isu yang sangat khusus dikaitkan dengan pilihan mereka, maka pilihan antara suis terurus dan tidak terurus datang kepada takrifan tugas yang betul yang mesti dilakukan oleh peranti rangkaian. selesaikan. Seterusnya, kita akan melihat perbezaan asas antara suis terurus dan tidak terurus.
Suis terurus dan tidak terurus
Suis terurus dan tidak terurus sebenarnya adalah dua peranti berbeza yang beroperasi pada tahap L2 model OSI. Suis tidak terurus direka bentuk untuk mengagihkan kelajuan secara automatik dan trafik yang dihantar secara sama rata ke seluruh peserta rangkaian. Ini adalah penyelesaian optimum untuk rangkaian dengan sebilangan kecil peranti akhir; kelebihannya termasuk:
- memastikan daya pemprosesan tinggi rangkaian Ethernet;
- masa tindak balas yang singkat;
- Kemudahan Pengurusan;
- ketersediaan fungsi tambahan untuk kawalan aliran data.
Suis terurus mempunyai kos yang lebih tinggi, digunakan untuk rangkaian besar dan mempunyai keupayaan untuk mengawal sepenuhnya trafik yang dihantar, kelajuan, dan juga mempunyai keupayaan pengurusan tambahan. Malah, ini adalah penyelesaian optimum untuk bahagian rangkaian yang memerlukan fungsi tambahan untuk pembahagian, redundansi, keselamatan maklumat, dsb. Tidak seperti suis tidak terurus, suis terurus mesti dikonfigurasikan dengan menetapkan beberapa tetapan tambahan dan wajib.
Suis tidak terurus ialah peranti palam dan main yang tidak memerlukan konfigurasi kompleks atau pengetahuan mendalam. Mereka membenarkan anda mengatur pertukaran antara peralatan dengan cepat pada rangkaian Ethernet tanpa tetapan tambahan. Suis ini membenarkan peranti Ethernet berkomunikasi antara satu sama lain (seperti PLC dan HMI), menyediakan sambungan ke rangkaian dan menghantar maklumat ke destinasi daripada pengirim. Ia datang dengan konfigurasi tetap dan tidak membenarkan sebarang perubahan pada tetapan, jadi tidak perlu mengutamakan bingkai atau melakukan konfigurasi tambahan.
Suis tidak terurus digunakan terutamanya untuk menyambungkan peranti persisian ke rangkaian taji atau dalam rangkaian bersendirian kecil dengan beberapa komponen. Dalam persekitaran industri, perlu menggunakan suis yang disesuaikan dengan keperluan khusus.
Suis industri dibangunkan untuk pelbagai aplikasi perindustrian seperti penjanaan kuasa, minyak dan gas, pengangkutan rel dan infrastruktur, dsb. Ia direka khusus untuk beroperasi dalam pelbagai suhu, getaran dan kejutan serta menyumbang kepada penciptaan rangkaian selamat yang menjimatkan kos dan boleh dipercayai.
Suis siri Advantech
Suis industri siri Advantech ialah peranti peringkat permulaan dan direka bentuk untuk mengatur interaksi peranti dengan cepat dengan mencipta rangkaian Ethernet. Pada masa ini dalam siri Lebih daripada 25 peranti disertakan, jadual di bawah menunjukkan pecahan nombor pesanan.
Dalam kes ini, suis boleh dilengkapi dengan kedua-dua port RJ-45 dan port optik untuk penghantaran data melalui gentian mod tunggal dan berbilang mod, kelajuan maksimum boleh mencapai 1 Gbit/s.
Kefungsian suis siri
Kefungsian suis tidak terurus secara amnya bukanlah sesuatu yang luar biasa. Walau bagaimanapun, mari kita fikirkan apakah fungsi yang masih tersedia pada suis siri Advantech .
Pengesanan automatik jenis sambungan MDI/MDI-X
Ciri ini membolehkan anda menyambungkan sebarang jenis peranti Ethernet ke suis tanpa perlu risau tentang jenis kabel: lurus atau silang.
Biasanya, kabel "terus melalui" digunakan untuk menyambungkan penyesuai rangkaian ke peralatan rangkaian L2 (hab atau suis). Untuk menyambungkan dua peranti rangkaian yang sama antara satu sama lain atau, sebagai contoh, penyesuai rangkaian ke penghala, adalah disyorkan untuk menggunakan kabel silang. Kehadiran fungsi MDI/MDI-X membolehkan anda menggunakan sebarang jenis kabel dengan suis.
Pengesanan automatik jenis rangkaian (Auto-Rundingan)
Fungsi ini, mengikuti MDI/MDI-X, tergolong dalam Plug and Play dan membolehkan anda menentukan secara automatik jenis rangkaian dan kelajuan penghantaran yang disediakan oleh standard Ethernet. Dalam amalan, ini amat penting, kerana rangkaian sedia ada boleh menggunakan peralatan dengan ciri kelajuan yang berbeza, daripada 10 Mbit/s hingga 1 Gbit/s. Auto-Rundingan menjadikan kehidupan lebih mudah untuk pengguna rangkaian. Peranti itu sendiri akan "berunding" kelajuan dengan sempadannya "Jiran Ethernet".
Perlindungan Ribut Penyiaran
Perlindungan ribut penyiaran juga merupakan ciri yang sangat berguna untuk suis. Ribut penyiaran biasanya disebabkan oleh gelung dalam rangkaian tempatan atau tingkah laku salah salah seorang peserta rangkaian. Dalam kes sedemikian, rangkaian akan dipenuhi dengan sejumlah besar bingkai yang tidak berguna, yang akan menjejaskan kelajuannya.
Ciri perlindungan ribut siaran suis menapis keluar bingkai siaran secara automatik. Dan apabila trafik siaran melebihi ambang tertentu, rangkaian masih kekal beroperasi kerana suis secara automatik menyimpan lebar jalur untuk penghantaran bingkai biasa.
Siarkan ciri perlindungan ribut pada suis tidak terurus didayakan secara lalai. Maklumat terperinci tentang nilai ambang untuk setiap model mesti dijelaskan di laman web rasmi pengeluar.
Geganti P-Gagal
Mari kita mulakan dengan fakta bahawa kebanyakan model dalam siri ini direka untuk julat voltan masukan 12β¦48 V DC. Input diduplikasi dan dilindungi daripada pembalikan kekutuban, serta daripada arus lebih melalui fius penetapan semula kendiri. Terdapat pembanding voltan pada input, dan apabila voltan digunakan pada kedua-dua input, pembanding secara automatik memilih nilai yang lebih tinggi dan menjadikan input ini sebagai yang utama. Apabila voltan pada salah satu input gagal atau apabila parasnya turun di bawah 12 V, suis secara automatik beralih ke saluran kedua dan menutup geganti P-Fail. Fungsi ini membolehkan anda memantau keadaan rangkaian bekalan kuasa suis dan dengan segera menandakan operasi tidak normal.
Petunjuk LED
Ciri ini membolehkan anda menilai keadaan suis dengan memeriksanya secara visual. Setiap port data suis siri mempunyai dua LED untuk memaparkan kelajuan penghantaran, status sambungan dan kemungkinan status perlanggaran. Terdapat juga LED yang menduplikasi geganti P-Fail, yang diaktifkan secara serentak apabila salah satu litar kuasa rosak.
PoE (Power-over-Ethernet)
Pada beberapa suis tidak terurus dalam siri ini Fungsi Power-over-Ethernet telah dilaksanakan. Ia membolehkan anda membekalkan kuasa kepada peranti jauh mengikut piawaian IEEE 802.3af dan IEEE 802.3at (PoE+), di mana talian penghantaran pasangan terpiuh kategori 5e dan lebih tinggi digunakan sebagai talian kuasa. Adalah disyorkan untuk menggunakan nilai nominal 53...57 VDC sebagai rangkaian bekalan untuk suis ini untuk mengelakkan penurunan voltan pada talian.
Perlindungan EMI dan ESD terbina dalam
Tukar siri mempunyai sistem penapisan terbina dalam untuk melindungi daripada gangguan elektromagnet dan voltan statik. Melalui talian kuasa, suis boleh memberikan kebolehkendalian semasa hingar impuls jangka pendek dengan amplitud sehingga 3000 V DC, serta semasa nyahcas elektrostatik pada port RJ-45 sehingga 4000 V.
Membina
Benar-benar semua suis dalam siri ini mempunyai perumahan logam tahan lama dengan tahap perlindungan IP30. Siri berstruktur boleh dibuat dalam dua versi, ini sama ada untuk memasang pada rel DIN atau untuk memasang dalam rak 19'. Semua pemasangan yang diperlukan disertakan dalam kit. Juga, suis yang direka bentuk untuk dipasang pada rel DIN boleh dipasang pada panel; pelekap dibekalkan.
Kesimpulan
Suis tidak terurus industri ialah peranti yang disesuaikan untuk berfungsi secara khusus dalam persekitaran industri. Mereka menyediakan interaksi yang boleh dipercayai dan pantas antara nod Ethernet, dan tidak memerlukan tetapan atau konfigurasi tambahan. Pada masa ini, suis tidak terurus ialah peranti rangkaian kos rendah ringkas yang boleh menyelesaikan sejumlah besar tugas asas yang berkaitan dengan mengatur pertukaran melalui rangkaian Ethernet. Tiada konfigurasi diperlukan; anda hanya perlu mengeluarkan suis dari kotak dan menyambungkan semua penyambung yang diperlukan.
Siri Suis Tidak Terurus Advantech , tergolong dalam kelas peranti yang diterangkan, menyokong pelbagai fungsi penting dan perlu, seperti pengesanan automatik jenis sambungan MDI/MDI-X, pengesanan automatik jenis rangkaian (Auto-Rundingan), perlindungan ribut penyiaran, PoE, perlindungan terhadap gangguan elektromagnet dan pangkat elektrostatik, dsb. Diambil bersama, semua fungsi ini membolehkan anda menggunakannya untuk menyelesaikan masalah asas mengatur interaksi antara rangkaian dan nod akhir.
Contoh aplikasi
Salah seorang pelanggan Advantech ialah . Untuk meningkatkan keupayaan komunikasi data sambil mengurangkan kos yang berkaitan, CNPC memilih penyelesaian pemantauan dan kawalan medan minyak Advantech. Data dihantar melalui rangkaian selular dari medan ke pusat kawalan. Penghala telah dipasang dengan suis dalam kabinet bersebelahan dengan ruang pam, menyediakan sambungan rangkaian untuk peralatan medan seperti kamera, PLC, RTU dan peranti lain.
Kesusasteraan
1.
2.
3.
Penulis adalah pekerja syarikat
Sumber: www.habr.com