Pe măsură ce tot mai multe sisteme încorporate adoptă arhitecturi de rețea, comutatoarele Ethernet joacă un rol din ce în ce mai important. Aici, Mark Jeffrey, director tehnic al Recab UK, a explicat cum se alege un switch Ethernet pentru medii de operare exigente.
În lumea conectată de astăzi &, numărul de dispozitive conectate la Internet crește în fiecare zi. Conform datelor companiei de cercetare McKinsey, 127 de dispozitive noi sunt conectate la internet în fiecare secundă, iar miliarde de dispozitive sunt conectate în întreaga lume. Aceste cifre cresc atunci când luăm în considerare rețelele locale (LAN), care sunt compuse din sisteme integrate cheie conectate în industrii precum căile ferate, militare și de apărare, industrie și maritimă.
Comutatorul este nucleul performanței arhitecturii rețelei, permițând transmiterea datelor între computerele și dispozitivele conectate și transmise către o rețea mai mare prin protocoale precum Ethernet. Protejarea acestor comutatoare este deosebit de importantă pentru aplicațiile critice utilizate în medii dure, rețele în vehicule, aplicații discrete și de fabricație a proceselor.
Asigurarea protecției comutatoarelor Ethernet în medii dure necesită întărirea comutatoarelor. Cu toate acestea, înainte de a considera comutatoarele Ethernet ca parte a unei soluții întărite, este necesar să înțelegem rolul comutatoarelor și cerințele de rețea. Experiența Recab UK&# 39 în dezvoltarea de sisteme încorporate robuste cu capabilități Ethernet ne spune că proiectarea rețelei mai întâi și apoi consolidarea acesteia și a componentelor sale pot asigura cea mai bună soluție.
Caracteristicile tehnologiei rețelei
Într-o carte albă despre acest subiect, partenerul nostru de încredere Diamond Systems prezintă câteva cerințe cheie pentru aplicațiile de rețea. Acestea includ abilitatea de a construi și gestiona mai multe rețele utilizând un singur dispozitiv fizic, porturi oglindă pentru a monitoriza traficul, comutatoare cu lanț de margaretă pentru extinderea rețelei locale, protejarea traficului de rețea și consolidarea componentelor rețelei.
Securitatea este un domeniu foarte complex, dar este un domeniu crucial pentru aplicațiile critice. Există două tipuri de securitate a rețelei: securitatea virtuală, care provine în principal din sistemele software și criptarea datelor; și securitatea fizică, în care componentele joacă un rol în menținerea integrității datelor.
Un exemplu de securitate virtuală în rețea este un sistem de detectare a intrușilor, care detectează potențiale vulnerabilități de securitate, înregistrează informații despre posibile vulnerabilități și trimite alerte pe consolă sau prin portul serial. Aceasta este completată de standardele de criptare ale rețelei.
Securitatea fizică provine din porturile unor switch-uri specifice, motiv pentru care este de neprețuit să lucrezi cu experți încorporați în proiecte critice de rețea încorporată. Porturile mici cu factor de formă conectabil (SFP) pot converti mediul de cupru al rețelei în Fibre Channel. Deoarece tehnologia cu fibre optice este un dielectric, poate proteja mediul de spionaj electromagnetic (EM) și alte atacuri rău intenționate. Fibre Channel are și avantajul de a putea transmite date pe distanțe mai mari, cu pierderi de semnal mai mici.
Aplicațiile comune mixte folosesc rețele de sârmă de cupru pentru comunicații locale și interfață cu rețele de fibră optică pentru aplicații de viteză mai mare, conexiuni de la rețea la rețea și comunicații la distanță. Prin urmare, unii producători de switch-uri Ethernet mici includ combinații de porturi în produsele lor. La Recab UK, cooperarea cu principalii producători de switch-uri Ethernet înseamnă că putem dezvolta o soluție care oferă flexibilitate și securitate mai mare a rețelei.
De exemplu, în sistemele încorporate personalizate în care spațiul este la un nivel superior, Diamond Systems' Modulul de comutare Ethernet EPSM-10GX4 este alegerea ideală. EPSM-10GX4 se bazează pe factorul de formă standard Mini-computer (COM) Express Mini (84x55 mm), cu un pachet ultra-compact și tehnologie de comutare aproape complet ambalată. Oferă 24 de porturi de cupru 10/100/1000 Mbps și patru porturi SFI de 10 Gbps. Există, de asemenea, placa de transport complet dotată EPS-24G4X, care conduce portul de 1 Gbps la conectorul de blocare și portul de 10 Gbps la slotul SFP +.
Sau, pentru aplicații de mare putere cu mai mult spațiu disponibil utilizând platforma VPX, puteți alege să utilizați noul comutator VX6940 6U VPX Ethernet de la Kontron. Are două transmițătoare QSFP28 montate în față, care acceptă conexiuni de fibră sau cupru pasiv de mare viteză (până la 100G), fiecare permițând patru porturi de 10 GB sau SFP +. Aceste comutatoare sunt cele mai potrivite pentru aplicații intensive în date care necesită multe căi de date, cum ar fi senzori de înaltă definiție sau sisteme radar.
Recab UK are o vastă experiență în dezvoltarea sistemelor, inclusiv proiectarea comutatoarelor, fie prin dezvoltarea noastră proprie, fie folosind comutatoare de la partenerii noștri Aitech, Kontron, duagon sau Diamond Systems. Soluția depinde de nevoile proiectului și de locul în care este utilizată aplicația.
De exemplu, aplicațiile feroviare pot necesita utilizarea întrerupătoarelor Duagon proiectate pentru mediul de operare dur al materialului rulant. De exemplu, D510 este un comutator Ethernet cu șase porturi configurabil care respectă EN50155, IEC61375 și IEEE802.3. Comutatorul este instalat într-o carcasă robustă și compactă și are o funcție de conversie DC / DC integrată fără a fi nevoie de o sursă de alimentare externă.
Armare
În multe aplicații de rețea, consolidarea este un aspect cheie. Acest lucru este potrivit pentru aplicații în exterior, rețele în vehicule și aplicații din fabrică în fabricarea discretă și de proces.
Pentru aceste tipuri de aplicații, trebuie să luăm în considerare condițiile de mediu. Proiectanții de sistem ar trebui să acorde o atenție deosebită factorilor precum intervalul de temperatură de funcționare, nivelurile de șoc și vibrații în timpul funcționării și calitatea energiei electrice. Pentru multe aplicații critice, dimensiunea, greutatea, puterea și costul echipamentelor de rețea (SWaP-C) vor fi, de asemenea, o considerație cheie.
Alegerea produselor de comutare Ethernet disponibile pentru aplicații solicitante necesită o înțelegere clară a cerințelor de mediu și evaluarea specificațiilor fiecărui produs. Pentru a prospera în medii dure, proiectarea rețelei trebuie să ia în considerare aceste cerințe. Pentru funcționarea la temperatură extinsă, aceasta include totul, de la aspectul PCB și specificațiile pieselor la teste riguroase de mediu pentru a verifica performanța.
Cerințele exacte variază de la aplicație la aplicație, deci nu există o singură metodă de selectare sau consolidare a comutatorului care să se potrivească tuturor metodelor. Din păcate, pentru majoritatea proiectanților de sisteme, este mult mai complicat decât specificarea numărului de porturi sau a vitezei de date necesare. Acesta este avantajul colaborării cu experți în proiectarea sistemelor integrate, cum ar fi Recab UK.
Deoarece conectivitatea joacă un rol din ce în ce mai important în aplicațiile necomerciale, este important să se ia în considerare acești factori pentru a asigura performanțe eficiente și durabile ale sistemului încorporat. Alegerea comutatorului greșit sau eșecul în planificarea completă a cerințelor operaționale și de mediu este o greșeală costisitoare, dar poate fi evitată prin planificare și previziune.
