По мере того, как все больше и больше встраиваемых систем используют сетевые архитектуры, коммутаторы Ethernet играют все более важную роль. Здесь Марк Джеффри, технический директор Recab UK, объяснил, как выбрать коммутатор Ethernet для требовательных операционных сред.
В современном подключенном мире количество устройств, подключенных к Интернету, увеличивается с каждым днем. По данным исследовательской компании McKinsey, каждую секунду к интернету подключается 127 новых устройств, а по всему миру подключаются миллиарды устройств. Эти цифры увеличиваются, когда мы рассматриваем локальные сети (ЛВС), которые состоят из подключенных ключевых встроенных систем в таких отраслях, как железные дороги, военные и оборонные, промышленность и морское судоходство.
Коммутатор является ядром производительности сетевой архитектуры, позволяя передавать данные между подключенными компьютерами и устройствами и передаваться в более крупную сеть по таким протоколам, как Ethernet. Защита этих коммутаторов особенно важна для критически важных применений, используемых в суровых условиях, автомобильных сетях, дискретных и технологических производственных приложениях.
Обеспечение защиты коммутаторов Ethernet в суровых условиях требует усиления защиты коммутаторов. Однако, прежде чем рассматривать коммутаторы Ethernet как часть усиленного решения, необходимо понять роль коммутаторов и требования к сети. Опыт Recab UK в разработке защищенных встраиваемых систем с возможностями Ethernet говорит нам о том, что проектирование сети, а затем ее укрепление и ее компонентов может обеспечить лучшее решение.
Характеристики сетевых технологий
В техническом документе по этой теме наш надежный партнер Diamond Systems описывает несколько ключевых требований к сетевым приложениям. К ним относятся возможность построения и управления несколькими сетями с использованием одного физического устройства, зеркальные порты для мониторинга трафика, коммутаторы последовательной цепочки для расширения локальной сети, защита сетевого трафика и укрепление сетевых компонентов.
Безопасность — очень сложная область, но она является важной областью для критически важных приложений. Существует два типа сетевой безопасности: виртуальная безопасность, которая в основном исходит от программных систем и шифрования данных; и физическая безопасность, где компоненты играют определенную роль в поддержании целостности данных.
Примером виртуальной сетевой безопасности является система обнаружения злоумышленников, которая обнаруживает потенциальные уязвимости безопасности, записывает информацию о возможных уязвимостях и отправляет оповещения на консоль или через последовательный порт. Это дополняется стандартами шифрования сети.
Физическая безопасность исходит от портов определенных коммутаторов, поэтому неоценимо работать со встроенными экспертами в критически важных проектах встраиваемых сетей. Подключаемые порты малого форм-фактора (SFP) могут преобразовывать медные носители сети в Fibre Channel. Поскольку волоконно-оптическая технология является диэлектриком, она может защитить среду от электромагнитного (ЭМ) слежки и других вредоносных атак. Преимущество Fibre Channel также в том, что он может передавать данные на большие расстояния с меньшими потерями сигнала.
Распространенные приложения смешанных медиа используют медные проводные сети для локальной связи и интерфейс с оптоволоконными сетями для высокоскоростных приложений, сетевых соединений и междугородней связи. Поэтому некоторые небольшие производители коммутаторов Ethernet включают комбинации портов в свои продукты. Сотрудничество Recab UK с ведущими производителями коммутаторов Ethernet означает, что мы можем разработать решение, обеспечивающее гибкость и большую сетевую безопасность.
Например, в пользовательских встраиваемых системах, где пространство стоит дорого, модуль коммутатора EPSM-10GX4 Ethernet от Diamond Systems является идеальным выбором. EPSM-10GX4 базируется на стандартном форм-факторе «компьютер-на-модуле» (COM) Express Mini (84x55 мм), со сверхкомпактным корпусом и практически полностью упакованной технологией коммутатора. Он оснащен 24 медными портами 10/100/1000 Мбит/с и четырьмя портами SFI 10 Гбит/с. Существует также полнофункциональная плата несущей EPS-24G4X, которая ведет порт 1 Гбит / с к разъему защелки и ведет порт 10 Гбит / с к слоту SFP +.
Или для мощных приложений с большим количеством доступного пространства, использующих платформу VPX, вы можете выбрать новый коммутатор VX6940 6U VPX Ethernet от Kontron. Он имеет два фронтовых трансивера QSFP28, которые поддерживают высокоскоростное (до 100 Гбит/с) оптоволоконное или пассивное медное соединение, каждый из которых обеспечивает четыре порта 10 ГБ или SFP+. Эти коммутаторы лучше всего подходят для приложений с интенсивным использованием данных, требующих множества путей передачи данных, таких как датчики высокой четкости или радиолокационные системы.
Recab UK имеет большой опыт в разработке систем, включая проектирование коммутаторов, будь то через нашу собственную разработку или с использованием коммутаторов от наших партнеров Aitech, Kontron, duagon или Diamond Systems. Решение зависит от потребностей проекта и от того, где используется приложение.
Например, для железнодорожного транспорта может потребоваться использование стрелочных переводов Duagon, предназначенных для суровых условий эксплуатации подвижного состава. Например, D510 представляет собой конфигурируемый шестипортовый коммутатор Ethernet, соответствующий стандартам EN50155, IEC61375 и IEEE802.3. Коммутатор установлен в прочном компактном корпусе и имеет встроенную функцию преобразования постоянного /постоянного тока без необходимости внешнего источника питания.
Усиление
Во многих сетевых приложениях усиление является ключевым фактором. Это подходит для наружного применения, автомобильных сетей и заводских помещений в дискретном и технологическом производстве.
Для этих типов применений мы должны учитывать условия окружающей среды. Проектировщики систем должны уделять особое внимание таким факторам, как диапазон рабочих температур, уровни ударов и вибраций во время работы и качество электроэнергии. Для многих критически важных приложений размер, вес, мощность и стоимость сетевого оборудования (SWaP-C) также будут ключевыми.
Выбор готовых коммутаторов Ethernet для требовательных приложений требует четкого понимания экологических требований и оценки спецификаций каждого продукта. Чтобы процветать в суровых условиях, дизайн сети должен учитывать эти требования. Для расширенной работы при температуре это включает в себя все, от компоновки печатных плат и спецификаций деталей до строгих испытаний на окружающую среду для проверки производительности.
Точные требования варьируются от применения к применению, поэтому не существует единого метода выбора переключателя или армирования, который подходит для всех методов. К сожалению, для большинства системных дизайнеров это гораздо сложнее, чем указать количество портов или требуемую скорость передачи данных. Это преимущество работы с экспертами по проектированию встраиваемых систем, такими как Recab UK.
Поскольку возможности подключения играют все более важную роль в некоммерческих приложениях, важно учитывать эти факторы для обеспечения эффективной и долговечной производительности встроенной системы. Выбор неправильного переключателя или неспособность полностью спланировать эксплуатационные и экологические требования является дорогостоящей ошибкой, но ее можно избежать с помощью планирования и предвидения.
