如何选择合适的以太网交换机

随着工业以太网迅速成为替代离散制造和流程工业中无数现场总线的首选网络，您选择的构成控制和信息网络基础设施的产品与流程的任何其他部分一样重要。

以下是帮助您明智地选择工业以太网交换机的五个简单步骤。

1.符合工业规格。确保交换机能够满足工厂生产环境的严格要求的第一步是将交换机的环境规格与工厂中已有的其他自动化设备的环境规格相匹配。阅读并比较温度，湿度，湿度，冲击和振动以及抗噪声的规格。大多数工业客户希望他们的自动化设备能够使用10-15年，并且期望他们的工业以太网也能使用10-15年。因为设备需要存活这么长时间，你应该避免风扇，也要特别注意你的电源。正如一些自动化设备只打算在控制柜内工作，而其他设备可以直接安装到机械上，同样适用于您的工业开关选项。

2.确定交换机的角色。交换机的选择取决于它在网络基础设施中的角色和位置。通过基础设施，我们指的是具有交换机层次结构的精心设计的网络。如果您的网络通过简单地添加设备并将一台交换机连接到另一台交换机而没有计划地增长，那么您应该强烈考虑将其设计更新为分层基础结构。您将提高将来进一步扩展的能力，并提高网络的可管理性，以及它的整体性能和可靠性。以下是分层网络基础设施的概要:

骨干:通过将非常高容量、高性能的交换机连接在一起，将网络流量带入、导出和跨出您的工业区域，从而创建网络骨干。根据性能选择这些交换机，典型的骨干到骨干端口速度为10G或更高，通过光纤电缆连接。

分配/工作组在下一层，连接交换机，使您能够将非常大的网络分成几个较小的网络，以提高整体基础设施的安全性，可靠性和管理。您在这里选择的交换机通常称为工作组或分布层交换机。寻找具有“第三层”或“路由器”功能的交换机，因为这些功能需要通过配置子网和/或vlan(虚拟局域网)将网络划分为更小的区域或段。这些分配交换机通常以1G的速度连接到骨干交换机，同时以1G或100M的速度连接到它们下面的“边缘”交换机。

优势:在每个区域内，您会发现许多“边缘”交换机，通常链接在一起，然后连接到第3层工作组交换机之一。如今，工厂中的大多数以太网设备都以100M的速度连接到这些边缘交换机，但如果你增加了安全摄像头或一些更新的设备，你会发现一些设备的通信速度是1G。

3.连接和交通。一旦你知道你的交换机的角色，计算你将连接到该交换机的东西的数量(以及速度)，以确保你选择一个符合你需要的交换机。一定要考虑扩展，允许一些额外的端口。还要注意的是，如果需要，额定速度更高的端口也可以以较慢的速度进行通信，因此1G端口也可以以100M或10M的速度进行通信。如果您担心流量的速度或数量，请考虑以下问题:通过创建基础设施，您已经有效地设计出了几乎所有可能的瓶颈。大多数工业流量是以非常小的数据包进行通信的，与以前的现场总线相比，以太网易于处理。

4.托管或非托管。一些工业以太网交换机被称为“非管理”交换机。这些开关的优点是成本相对较低，不需要设置。缺点是它们不提供状态，因此在出现问题时很难对网络进行故障排除。在前面描述的分层网络基础结构中，您应该只考虑位于网络边缘的非管理型交换机(如果有的话)。

5.电缆和连接器。虽然本文的重点是工业以太网交换机的选择，但指定合适的电缆和连接器同样重要，因为在安装后纠正以太网电缆和连接器问题要困难得多。有很好的电缆和连接器可供选择，许多关于交换机的建议也同样适用于此。有关与工业以太网体系结构物理层相关的关键选择注意事项的更多信息，请参阅本Belden白皮书，其中介绍了工业环境中以太网电缆准备情况的“9个重要测试”。

其他功能
在选择工业以太网交换机时，上面列出的五个因素可能是最关键的，但是还有一些其他以太网交换机特性会对系统的成本和效率产生重大影响。

• 以太网供电(PoE)。今天的许多以太网设备可以通过直接从以太网电缆获得电力来消除单独的电缆和电源。寻找具有一个或多个支持PoE设备的端口的交换机。
• 冗余。工业以太网交换机支持许多功能，使您能够使部分网络冗余。这些协议包括允许您使用双数据路径或环形连接交换机的协议，在一个故障时冗余电源输入，以及交换机配置的自动备份和恢复以减少停机时间。
• 安全。我们强烈建议您在设计网络基础设施时从一开始就嵌入安全性，使用第3层/分布交换机以及启用关键的安全功能。如果您需要更多的安全性，工业安全设备可以作为第三层交换机/路由器，并为您的基础设施增加更多的安全性。有关工业以太网安全的更多信息，请参阅“实用网络安全的5个步骤”文章。
• 1588/精确时间协议。该标准用于输配电变电站、精密运动控制应用和首次故障检测应用，以提供亚毫秒精度。为位于自动化设备之间的所有开关指定此参数。
• 预配置的工业协议。一些工业交换机预先配置了流行的工业以太网协议，如Ethernet /IP或Profinet。这些选项减少了设置时间和复杂性。

有关工业以太网硬件选择的更多信息，请参阅Belden专门讨论此主题的白皮书。

Belden还举办了一系列工业以太网设计研讨会。看看你所在地区什么时候有这样的监狱。