Managed eller unmanaged switch – og hvornår kræves TSN?

Hvad er forskellen?

En switch sender hver Ethernet-ramme til den rigtige port. En unmanaged switch gør kun det: den lærer selv adresserne og virker med det samme. En managed switch kan konfigureres via browser, kommandolinje eller SNMP. Så kan du opdele nettet, prioritere vigtig trafik, opbygge redundans og se, hvad der sker på hver port.

Mellem dem findes smart-switche, nogle gange kaldet light-managed. De har et udvalg af funktionerne, for eksempel VLAN, RSTP og understøttelse af PROFINET eller EtherNet/IP, men er nemmere at sætte op.

Funktionerne, der gør en forskel i industrien

VLAN

Med VLAN opdeles ét fysisk net i flere logiske. Styresystemer, kameraer og kontortrafik kan gå gennem de samme switche uden at se hinanden. Det begrænser forstyrrelser og gør nettet mere sikkert.

Prioritering (QoS)

Trafikken mærkes med prioritet efter IEEE 802.1p, så I/O-data går forud for filoverførsler og video, når en forbindelse er hårdt belastet.

IGMP snooping

Switchen sender kun multicast til de porte, der har bedt om det. Det er vigtigt i EtherNet/IP-net og til videostreams, hvor multicast ellers fylder hele nettet.

Redundans

RSTP (IEEE 802.1w) er standard og virker på tværs af mærker, men omskiftningen kan tage fra under et sekund til flere sekunder i større net. Ringprotokoller som MRP (IEC 62439-2) og producenternes egne, for eksempel Moxa Turbo Ring, skifter om inden for titals til hundredvis af millisekunder. HSR og PRP (IEC 62439-3) sender trafikken to veje samtidig og giver afbrydelsesfri redundans, for eksempel i transformerstationer.

Diagnose og PoE

En managed switch viser linkstatus, fejl og trafik pr. port og kan alarmere via SNMP, e-mail eller relæudgang. PoE forsyner kameraer, access points og sensorer via netværkskablet: op til 15,4 W pr. port med IEEE 802.3af, 30 W med 802.3at og op til 90 W med 802.3bt, regnet ved switchen.

Hvad kræver industrien af en switch?

• Temperatur – industriswitche findes til −40 til 75 °C, uden blæser.
• Montage – DIN-skinne eller væg med metalkabinet og 19″-rack til backbone-net.
• Forsyning – dobbelte indgange til jævnspænding, for eksempel 12–48 V DC, og alarmrelæ ved forsyningssvigt.
• Stik og tæthed – M12 i stedet for RJ45, hvor der er vibrationer, og IP67 til køretøjer og udendørs brug.
• Godkendelser – EN 50155 til jernbanekøretøjer, IEC 61850-3 til transformerstationer og Class I Division 2 eller ATEX zone 2 til eksplosionsfarlige miljøer.

Hvilken switch passer hvor?

Hvad er TSN, og hvornår betyder det noget?

Time-Sensitive Networking (TSN) er en samling standarder fra IEEE 802.1, der gør almindeligt Ethernet deterministisk. Uden TSN kan en stor videostream eller filoverførsel forsinke styredata et kort øjeblik. Med TSN får den tidskritiske trafik garanteret forsinkelse, også når nettet er fyldt med anden trafik.

• IEEE 802.1AS – fælles ur i alle enheder.
• IEEE 802.1Qbv – planlagte tidsvinduer til den tidskritiske trafik.
• IEEE 802.1Qbu og 802.3br – lange rammer kan afbrydes, når en hastende ramme skal frem.
• IEEE 802.1CB – rammer sendes to veje for afbrydelsesfri redundans.

TSN betyder noget, når styring, video og IT skal dele samme net med skrappe tidskrav, når motion control skal køre over et fælles net, og i køretøjer, luftfart og forsvar, hvor mange systemer deler et backbone-net. PROFINET og OPC UA har varianter til TSN, og IEC/IEEE 60802 beskriver en fælles TSN-profil til industriautomation.

Til en almindelig maskine eller produktionscelle er der ikke brug for TSN i dag. PROFINET og EtherNet/IP fungerer fint med almindelige managed switche. Bygger du et anlæg, der skal leve i 15–20 år, kan det alligevel være klogt at spørge efter TSN-understøttelse.

Almindelige fejl

1. Unmanaged switch i et EtherNet/IP-net. Uden IGMP snooping sendes multicast til alle porte, og simple enheder kan få mere trafik, end de kan klare.
2. En løkke uden redundansprotokol. Forbindes to porte ved en fejl, opstår der en broadcast-storm, som kan lægge hele nettet ned. RSTP eller stormbeskyttelse forhindrer det.
3. Forskellige ringprotokoller i samme ring. Producenternes egne ringprotokoller virker sjældent på tværs af mærker. Blander du mærker, så vælg en standard som MRP eller RSTP.
4. PoE-budgettet rækker ikke. Kontrollér både effekten pr. port og switchens samlede budget. Otte kameraer på 30 W kræver 240 W.
5. Standardadgangskoden er ikke ændret. En managed switch med fabriksadgangskode er en åben dør ind i styresystemet. Skift adgangskoden, og luk tjenester, der ikke bruges.

Switche hos SCN

Vi har unmanaged, managed og TSN-switche fra blandt andre Moxa, Axiomtek, Yaskawa, Duagon, Diamond Systems og Enercon. Sortimentet spænder fra små switche til DIN-skinne til Layer 3-switche til rack, M12-switche til tog og VPX-switche til forsvarssystemer.

Eksempler fra vores sortiment

Ofte stillede spørgsmål

Kan man blande managed og unmanaged switche?

Ja, de fungerer sammen i samme net. Men VLAN, IGMP snooping og redundans gælder kun i de managed switche, så placér dem, hvor trafikken mødes.

Hvad er IGMP snooping?

En funktion, hvor switchen holder styr på, hvilke enheder der vil modtage en multicast-stream, og kun sender den til deres porte. Uden den sendes multicast ud overalt.

Kræver PROFINET en managed switch?

Ikke altid. I Conformance Class A rækker almindelige switche, men Class B kræver switche med PROFINET-diagnose, blandt andet topologiinformation via LLDP og SNMP.

Hvad er forskellen på RSTP og MRP?

RSTP er en generel IEEE-standard, der virker i alle topologier, men omskiftningen kan tage op til nogle sekunder. MRP er lavet til ringe i industrinet og skifter om inden for en garanteret tid, normalt højst 200 ms.

Virker almindelige enheder i et TSN-net?

Ja, TSN-switche videresender almindelig Ethernet-trafik. Garantierne for forsinkelse gælder dog kun den planlagte trafik, og alle switche på vejen skal understøtte TSN.