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工業以太網交換機在數據交換功能上與商用交換機基本一致,但產品的強度和適用性在設計和元器件選擇上更能滿足工業領域的需求。此外,它在模塊擴展方面比商用交換機更加靈活:有多種光口和電口可供選擇。在選材、產品強度、適用性、實時性、互操作性、可靠性、抗干擾性、本質安全性等方面都能滿足工業領域的需求。




為什麼工業領域會選擇合適的工業以太網交換機而不是便宜的商用交換機?我們可以從以下幾個方面來確定工業領域選擇工業以太網交換機的必要性。

確定性

由於以太網的MAC層協議是CSMA/CD,這個協議使得網絡上的衝突更加明顯,尤其是在網絡過載的時候。對於一個工業網絡來說,如果有大量的衝突,數據必須多次重傳,這就大大增加了網間通信的不確定性。工業控制網絡中這種從一個地方到另一個地方的不確定性必然導致系統控制性能的降低。

實時性

在工業控制系統中,實時可以定義為系統對事件反應時間的可測性。也就是說,事件發生後,系統必須在可預測的時間範圍內做出響應。但工業上對數據傳輸的實時性要求非常嚴格,數據更新通常在幾十ms內完成,同樣,由於以太網中的CSMA/CD機制,當發生衝突時,必須重傳數據,最多可嘗試16次。顯然,這種衝突解決機制是以時間為代價的。而且一旦掉線,哪怕只有幾秒鐘,也可能造成整個生產停止甚至設備和人身安全事故。




可靠性

因為當初設計以太網,並不是基於工業網絡的應用。應用於工業領域時,面對惡劣的工作條件和嚴重的線間干擾,必然導致其可靠性降低。在生產環境中,工業網絡必須具有良好的可靠性、可恢復性和可維護性。也就是說,當網絡系統中的任何一個組件出現故障時,都不會導致應用程序、操作系統甚至網絡系統的崩潰和癱瘓。

工業以太網交換機在設計中考慮到了工業領域的複雜情況,使其能夠更好的適應工業環境,起到傳輸的作用。

工業以太網交換機和普通交換機的區別

工業以太網交換機在功能上更接近工業網絡通信,如與各種現場總線的互聯、設備的冗餘、設備的實時性等。性能的差異主要體現在適應外界環境參數的差異上。除了煤礦、船舶等很多特別惡劣的環境外,工業環境在EMI(電磁兼容性)、溫度、溼度、防塵等方面也有特殊要求。其中,溫度對工業網絡設備的影響最為廣泛。

1、外觀比較

工業交換機採用表面或褶皺外殼散熱,金屬外殼,強度高。而普通商用交換機為塑膠外殼,強度低,且交換機有風扇散熱。




2、使用環境能力

工業交換機工作溫度為-40℃~85℃,且防塵和溼度適應能力強,防護等級 IP40以上。因此工業交換機的應用範圍廣,適合各種環境的安裝。 商用交換機工作溫度為0℃~50℃,且無防塵和溼度適應能力,防護等級差。

3、使用壽命

工業交換機使用壽命>10年。但是普通商用交換機使用壽命為3-5年。為什麼要看使用壽命呢?因為這關係到工程的後期維護。所以在一些使用環境比較惡劣,數據傳輸要求穩定等情況下,建議使用工業以太網交換機。

4、其他參考指數

使用工作電壓:工業交換機適用DC12V、DC24V、DC110V 、DC/AC220V。商用交換機必須在AC220V下工作。工業交換機主打環網模式,減少線纜的使用和維護的成本。

核心交換機與普通交換機的區別

端口的區別

普通交換機端口數量一般為24-48個,網口大部分為千兆以太網或者百兆以太網口,主要功能用於接入用戶數據或者匯聚一些接入層的交換機數據,這種交換機最多可以配置Vlan簡單路由協議和一些簡單的SNMP等功能,背板帶寬相對較小。

核心交換機端口數量較多,通常採用模塊化,可以自由搭配光口和千兆以太網口。一般核心交換機都是三層交換機,可設置路由協議/ACL/QoS/負載均衡等各種高級網絡協議。最主要的一點是核心交換機的背板帶寬遠遠高於普通交換機,且通常有單獨引擎模塊,並且為主備用。

用戶連接或訪問網絡的區別

通常將網絡中直接面向用戶連接或訪問網絡的部分稱為接入層,將位於接入層和核心層之間的部分稱為分佈層或匯聚層,接入層目的是允許終端用戶連接到網絡,因此接入層交換機具有低成本和高端口密度特性。匯聚層交換機是多臺接入層交換機的匯聚點,它必須能夠處理來自接入層設備的所有通信量,並提供到核心層的上行鏈路,因此匯聚層交換機具備更高的性能,更少的接口和更高的交換速率。而網絡主幹部分則稱為核心層,核心層的主要目的在於通過高速轉發通信,提供優化、可靠的骨幹傳輸結構,因此核心層交換機應用有更高的可靠性、性能和吞吐量。相比普通交換機,核心交換機需具備:大緩存、高容量、虛擬化、可擴展性、模塊冗餘技術等方面的特徵。





原文連結:https://inewsdb.com/其他/為什麼工業領域要選擇工業以太網交換機?-4/

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