A medida que más y más sistemas integrados adoptan arquitecturas de red, los conmutadores Ethernet desempeñan un papel cada vez más importante. Aquí, Mark Jeffrey, director técnico de Recab UK, explicó cómo elegir un conmutador Ethernet para entornos operativos exigentes.
En el mundo conectado de&de hoy, la cantidad de dispositivos conectados a Internet aumenta cada día. Según datos de la empresa de investigación McKinsey, 127 nuevos dispositivos se conectan a Internet cada segundo y miles de millones de dispositivos están conectados en todo el mundo. Estos números aumentan cuando consideramos las redes de área local (LAN), que están compuestas por sistemas integrados clave conectados en industrias como ferrocarriles, militares y de defensa, industria y marítima.
El conmutador es el núcleo del rendimiento de la arquitectura de red, lo que permite que los datos se transmitan entre computadoras y dispositivos conectados y se transmitan a una red más grande a través de protocolos como Ethernet. La protección de estos conmutadores es especialmente importante para las aplicaciones críticas que se utilizan en entornos hostiles, redes de vehículos y aplicaciones de fabricación de procesos y discretas.
Asegurar la protección de los conmutadores Ethernet en entornos hostiles requiere reforzar los conmutadores. Sin embargo, antes de considerar los conmutadores Ethernet como parte de una solución reforzada, es necesario comprender el papel de los conmutadores y los requisitos de la red. La experiencia de Recab UK&en el desarrollo de sistemas integrados resistentes con capacidades de Ethernet nos dice que diseñar la red primero y luego fortalecerla y sus componentes puede garantizar la mejor solución.
Características de la tecnología de red
En un informe técnico sobre este tema, nuestro socio de confianza Diamond Systems describe varios requisitos clave para las aplicaciones de red. Estos incluyen la capacidad de construir y administrar múltiples redes usando un solo dispositivo físico, puertos espejo para monitorear el tráfico, conmutadores en cadena para la expansión de la red local, proteger el tráfico de la red y fortalecer los componentes de la red.
La seguridad es un campo muy complejo, pero es un campo crucial para aplicaciones críticas. Hay dos tipos de seguridad de red: seguridad virtual, que proviene principalmente de sistemas de software y cifrado de datos; y seguridad física, donde los componentes juegan un papel en el mantenimiento de la integridad de los datos.
Un ejemplo de seguridad virtual de red es un sistema de detección de intrusos, que detecta posibles vulnerabilidades de seguridad, registra información sobre posibles vulnerabilidades y envía alertas en la consola o mediante el puerto serie. Esto se complementa con los estándares de cifrado de la red.
La seguridad física proviene de los puertos de conmutadores específicos, por lo que es invaluable trabajar con expertos integrados en proyectos críticos de redes integradas. Los puertos conectables de factor de forma pequeño (SFP) pueden convertir los medios de cobre de la red a Fibre Channel. Dado que la tecnología de fibra óptica es un dieléctrico, puede proteger el medio de intrusiones electromagnéticas (EM) y otros ataques maliciosos. El canal de fibra también tiene la ventaja de poder transmitir datos a distancias más largas con menos pérdida de señal.
Las aplicaciones comunes de medios mixtos utilizan redes de cables de cobre para la comunicación local y la interfaz con redes de fibra óptica para aplicaciones de mayor velocidad, conexiones de red a red y comunicaciones de larga distancia. Por lo tanto, algunos pequeños fabricantes de conmutadores Ethernet incluyen combinaciones de puertos en sus productos. En Recab UK, la cooperación con los principales fabricantes de conmutadores Ethernet significa que podemos desarrollar una solución que proporcione flexibilidad y una mayor seguridad de red.
Por ejemplo, en sistemas integrados personalizados donde el espacio es un bien escaso, Diamond Systems' El módulo conmutador Ethernet EPSM-10GX4 es la opción ideal. EPSM-10GX4 se basa en el factor de forma estándar de computadora en módulo (COM) Express Mini (84x55 mm), con un paquete ultracompacto y tecnología de conmutación casi completamente empaquetada. Proporciona 24 puertos de cobre de 10/100/1000 Mbps y cuatro puertos SFI de 10 Gbps. También está la placa portadora EPS-24G4X con todas las funciones, que lleva el puerto de 1 Gbps al conector de pestillo y lleva el puerto de 10 Gbps a la ranura SFP +.
O, para aplicaciones de alta potencia con más espacio disponible usando la plataforma VPX, puede optar por usar el nuevo conmutador Ethernet VX6940 6U VPX de Kontron. Tiene dos transceptores QSFP28 montados en la parte frontal que admiten conexiones de cobre pasivo o fibra de alta velocidad (hasta 100G), cada uno con cuatro puertos de 10GB o SFP +. Estos conmutadores son los más adecuados para aplicaciones de datos intensivos que requieren muchas rutas de datos, como sensores de alta definición o sistemas de radar.
Recab UK tiene una amplia experiencia en el desarrollo de sistemas, incluido el diseño de interruptores, ya sea a través de nuestro propio desarrollo o utilizando interruptores de nuestros socios Aitech, Kontron, duagon o Diamond Systems. La solución depende de las necesidades del proyecto y de dónde se utilice la aplicación.
Por ejemplo, las aplicaciones ferroviarias pueden requerir el uso de interruptores Duagon diseñados para el duro entorno operativo del material rodante. Por ejemplo, D510 es un conmutador Ethernet configurable de seis puertos que cumple con EN50155, IEC61375 e IEEE802.3. El interruptor está instalado en una carcasa robusta y compacta y tiene una función de conversión CC / CC integrada sin la necesidad de una fuente de alimentación externa.
Reforzamiento
En muchas aplicaciones de redes, el refuerzo es una consideración clave. Esto es adecuado para aplicaciones al aire libre, redes en vehículos y aplicaciones de piso de fábrica en fabricación discreta y de procesos.
Para este tipo de aplicaciones, debemos considerar las condiciones ambientales. Los diseñadores de sistemas deben prestar especial atención a factores como el rango de temperatura de funcionamiento, los niveles de impacto y vibración durante el funcionamiento y la calidad de la energía. Para muchas aplicaciones críticas, el tamaño, el peso, la potencia y el costo de los equipos de red (SWaP-C) también serán una consideración clave.
La elección de productos de conmutadores Ethernet listos para usar para aplicaciones exigentes requiere una comprensión clara de los requisitos ambientales y la evaluación de las especificaciones de cada producto. Para prosperar en entornos hostiles, el diseño de la red debe tener en cuenta estos requisitos. Para una operación de temperatura extendida, esto incluye todo, desde el diseño de la PCB y las especificaciones de las piezas hasta rigurosas pruebas ambientales para verificar el rendimiento.
Los requisitos exactos varían de una aplicación a otra, por lo que no existe un único método de selección de interruptor o de refuerzo que se adapte a todos los métodos. Desafortunadamente, para la mayoría de los diseñadores de sistemas, es mucho más complicado que especificar el número de puertos o la velocidad de datos requerida. Este es el beneficio de trabajar con expertos en diseño de sistemas integrados, como Recab UK.
Dado que la conectividad juega un papel cada vez más importante en las aplicaciones no comerciales, es importante considerar estos factores para garantizar un rendimiento eficaz y duradero del sistema integrado. Elegir el interruptor incorrecto o no planificar completamente los requisitos operativos y ambientales es un error costoso, pero se puede evitar mediante la planificación y la previsión.
