Managed eller unmanaged svitsj – og når trengs TSN?

Hva er forskjellen?

En svitsj sender hver Ethernet-ramme til riktig port. En unmanaged svitsj gjør bare det: den lærer adressene selv og fungerer med en gang. En managed (administrert) svitsj kan konfigureres via nettleser, kommandolinje eller SNMP. Da kan du dele opp nettet, prioritere viktig trafikk, bygge redundans og se hva som skjer på hver port.

Mellom dem finnes smarte svitsjer, noen ganger kalt lett administrerte. De har et utvalg av funksjonene, for eksempel VLAN, RSTP og støtte for PROFINET eller EtherNet/IP, men er enklere å stille inn.

Funksjonene som gjør en forskjell i industrien

VLAN

Med VLAN deles ett fysisk nett i flere logiske. Styresystemer, kameraer og kontortrafikk kan gå gjennom de samme svitsjene uten å se hverandre. Det begrenser forstyrrelser og gjør nettet sikrere.

Prioritering (QoS)

Trafikken merkes med prioritet etter IEEE 802.1p, slik at I/O-data går foran filoverføringer og video når en link er hardt belastet.

IGMP snooping

Svitsjen sender multicast bare til de portene som har bedt om den. Det er viktig i EtherNet/IP-nett og for videostrømmer, der multicast ellers fyller hele nettet.

Redundans

RSTP (IEEE 802.1w) er standard og fungerer mellom ulike merker, men omkoblingen kan ta fra under ett sekund til flere sekunder i større nett. Ringprotokoller som MRP (IEC 62439-2) og produsentenes egne, for eksempel Moxa Turbo Ring, kobler om innen titalls til hundretalls millisekunder. HSR og PRP (IEC 62439-3) sender trafikken to veier samtidig og gir avbruddsfri redundans, for eksempel i transformatorstasjoner.

Diagnostikk og PoE

En managed svitsj viser linkstatus, feil og trafikk per port og kan varsle via SNMP, e-post eller reléutgang. PoE forsyner kameraer, tilgangspunkter og sensorer via nettverkskabelen: opptil 15,4 W per port med IEEE 802.3af, 30 W med 802.3at og opptil 90 W med 802.3bt, regnet ved svitsjen.

Hva krever industrien av en svitsj?

• Temperatur – industrisvitsjer finnes for −40 til 75 °C, uten vifte.
• Montering – DIN-skinne eller vegg med metallkabinett, og 19-tommers rack for stamnett.
• Strømforsyning – doble innganger for likespenning, for eksempel 12–48 V DC, og alarmrelé ved bortfall av forsyning.
• Kontakter og tetthet – M12 i stedet for RJ45 der det rister, og IP67 for kjøretøy og utendørs bruk.
• Godkjenninger – EN 50155 for jernbanekjøretøy, IEC 61850-3 for transformatorstasjoner og Class I Division 2 eller ATEX sone 2 for eksplosjonsfarlige områder.

Hvilken svitsj passer hvor?

Hva er TSN, og når spiller det en rolle?

Time-Sensitive Networking (TSN) er en samling standarder fra IEEE 802.1 som gjør vanlig Ethernet deterministisk. Uten TSN kan en stor videostrøm eller filoverføring forsinke styredata et kort øyeblikk. Med TSN får den tidskritiske trafikken garantert forsinkelse, også når nettet er fullt av annen trafikk.

• IEEE 802.1AS – felles klokke i alle enheter.
• IEEE 802.1Qbv – planlagte tidsluker for den tidskritiske trafikken.
• IEEE 802.1Qbu og 802.3br – lange rammer kan avbrytes når en hasteramme skal fram.
• IEEE 802.1CB – rammer sendes to veier for avbruddsfri redundans.

TSN spiller en rolle når styring, video og IT skal dele samme nett med strenge tidskrav, når bevegelsesstyring skal gå over et felles nett, og i kjøretøy, luftfart og forsvar der mange systemer deler et stamnett. PROFINET og OPC UA har varianter for TSN, og IEC/IEEE 60802 beskriver en felles TSN-profil for industriell automasjon.

For en vanlig maskin eller produksjonscelle trengs ikke TSN i dag. PROFINET og EtherNet/IP fungerer godt med vanlige managed svitsjer. Bygger du et anlegg som skal leve i 15–20 år, kan det likevel være lurt å spørre etter TSN-støtte.

Vanlige feil

1. Unmanaged svitsj i et EtherNet/IP-nett. Uten IGMP snooping sendes multicast til alle porter, og enkle enheter kan få mer trafikk enn de tåler.
2. En sløyfe uten redundansprotokoll. Kobles to porter sammen ved en feil, oppstår en broadcaststorm som kan slå ut hele nettet. RSTP eller stormbeskyttelse hindrer det.
3. Ulike ringprotokoller i samme ring. Produsentenes egne ringprotokoller fungerer sjelden mellom merker. Blander du merker, velg en standard som MRP eller RSTP.
4. PoE-budsjettet holder ikke. Sjekk både effekten per port og svitsjens totale budsjett. Åtte kameraer på 30 W krever 240 W.
5. Standardpassordet er ikke endret. En managed svitsj med fabrikkpassord er en åpen dør inn i styresystemet. Bytt passord og slå av tjenester som ikke brukes.

Svitsjer hos SCN

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

Eksempler fra vårt sortiment

Vanlige spørsmål

Kan man blande managed og unmanaged svitsjer?

Ja, de fungerer sammen i samme nett. Men VLAN, IGMP snooping og redundans gjelder bare i de managed svitsjene, så plasser dem der trafikken møtes.

Hva er IGMP snooping?

En funksjon der svitsjen holder rede på hvilke enheter som vil motta en multicaststrøm, og bare sender den til portene deres. Uten den sendes multicast ut overalt.

Trenger PROFINET en managed svitsj?

Ikke alltid. I Conformance Class A holder vanlige svitsjer, men Class B krever svitsjer med PROFINET-diagnostikk, blant annet topologiinformasjon via LLDP og SNMP.

Hva er forskjellen på RSTP og MRP?

RSTP er en generell IEEE-standard som fungerer i alle topologier, men omkoblingen kan ta opptil noen sekunder. MRP er laget for ringer i industrinett og kobler om innen en garantert tid, vanligvis maksimalt 200 ms.

Fungerer vanlige enheter i et TSN-nett?

Ja, TSN-svitsjer videresender vanlig Ethernet-trafikk. Garantiene for forsinkelse gjelder likevel bare den planlagte trafikken, og alle svitsjer på veien må støtte TSN.