Poiché sempre più sistemi embedded adottano architetture di rete, gli switch Ethernet stanno svolgendo un ruolo sempre più importante. Qui, Mark Jeffrey, Direttore tecnico di Recab UK, ha spiegato come scegliere uno switch Ethernet per ambienti operativi esigenti.
Nel mondo connesso di oggi'il numero di dispositivi connessi a Internet aumenta ogni giorno. Secondo i dati della società di ricerca McKinsey, 127 nuovi dispositivi sono connessi a Internet ogni secondo e miliardi di dispositivi sono connessi in tutto il mondo. Questi numeri aumentano se consideriamo le reti locali (LAN), che sono composte da sistemi integrati chiave connessi in settori come quello ferroviario, militare e della difesa, industriale e marittimo.
Lo switch è il fulcro delle prestazioni dell'architettura di rete, consentendo l'inoltro dei dati tra computer e dispositivi collegati e la trasmissione a una rete più ampia tramite protocolli come Ethernet. La protezione di questi switch è particolarmente importante per le applicazioni critiche utilizzate in ambienti difficili, reti di bordo, applicazioni di produzione discreta e di processo.
Garantire la protezione degli switch Ethernet in ambienti difficili richiede un rafforzamento degli switch. Tuttavia, prima di considerare gli switch Ethernet come parte di una soluzione rafforzata, è necessario comprendere il ruolo degli switch e dei requisiti di rete. L'esperienza di Recab UK'nello sviluppo di sistemi embedded robusti con capacità Ethernet ci dice che progettando prima la rete, e poi rafforzandola e i suoi componenti, può garantire la soluzione migliore.
Caratteristiche della tecnologia di rete
In un white paper su questo argomento, il nostro partner di fiducia Diamond Systems delinea diversi requisiti chiave per le applicazioni di rete. Questi includono la capacità di creare e gestire più reti utilizzando un singolo dispositivo fisico, porte mirror per monitorare il traffico, switch daisy-chain per l'espansione della rete locale, proteggere il traffico di rete e rafforzare i componenti di rete.
La sicurezza è un campo molto complesso, ma è un campo cruciale per le applicazioni critiche. Esistono due tipi di sicurezza della rete: sicurezza virtuale, che deriva principalmente da sistemi software e crittografia dei dati; e sicurezza fisica, in cui i componenti svolgono un ruolo nel mantenimento dell'integrità dei dati.
Un esempio di sicurezza virtuale di rete è un sistema di rilevamento degli intrusi, che rileva potenziali vulnerabilità di sicurezza, registra informazioni su possibili vulnerabilità e invia avvisi sulla console o tramite la porta seriale. A ciò si aggiungono gli standard di crittografia della rete.
La sicurezza fisica deriva dalle porte di switch specifici, motivo per cui è prezioso lavorare con esperti embedded in progetti di networking embedded critici. Le porte SFP (Small Form-Factor Pluggable) possono convertire i supporti in rame della rete in Fibre Channel. Poiché la tecnologia in fibra ottica è un dielettrico, può proteggere il supporto da snooping elettromagnetico (EM) e altri attacchi dannosi. Fibre Channel ha anche il vantaggio di poter trasmettere dati su lunghe distanze con una minore perdita di segnale.
Le comuni applicazioni multimediali miste utilizzano reti di fili di rame per la comunicazione locale e si interfacciano con reti in fibra ottica per applicazioni a velocità più elevata, connessioni da rete a rete e comunicazioni a lunga distanza. Pertanto, alcuni piccoli produttori di switch Ethernet includono combinazioni di porte nei loro prodotti. In Recab UK, la collaborazione con i principali produttori di switch Ethernet significa che possiamo sviluppare una soluzione che fornisce flessibilità e una maggiore sicurezza della rete.
Ad esempio, nei sistemi embedded personalizzati in cui lo spazio è prezioso, Diamond Systems' Il modulo switch Ethernet EPSM-10GX4 è la scelta ideale. EPSM-10GX4 si basa sul fattore di forma standard computer-on-module (COM) Express Mini (84x55 mm), con un pacchetto ultracompatto e una tecnologia switch quasi completamente integrata. Fornisce 24 porte in rame da 10/100/1000 Mbps e quattro porte SFI da 10 Gbps. C'è anche la scheda carrier completa EPS-24G4X, che conduce la porta da 1 Gbps al connettore latch e conduce la porta da 10 Gbps allo slot SFP+.
Oppure, per applicazioni ad alta potenza con più spazio disponibile che utilizzano la piattaforma VPX, puoi scegliere di utilizzare il nuovo switch Ethernet VX6940 6U VPX di Kontron. Dispone di due ricetrasmettitori QSFP28 montati frontalmente che supportano fibra ad alta velocità (fino a 100 G) o connessione in rame passiva, ciascuno dei quali consente quattro porte da 10 GB o SFP+. Questi switch sono più adatti per applicazioni ad alta intensità di dati che richiedono molti percorsi di dati, come sensori ad alta definizione o sistemi radar.
Recab UK ha una vasta esperienza nello sviluppo di sistemi, inclusa la progettazione di interruttori, sia attraverso il nostro sviluppo sia utilizzando gli interruttori dei nostri partner Aitech, Kontron, duagon o Diamond Systems. La soluzione dipende dalle esigenze del progetto e dal luogo in cui viene utilizzata l'applicazione.
Ad esempio, le applicazioni ferroviarie possono richiedere l'uso di scambi Duagon progettati per il duro ambiente operativo del materiale rotabile. Ad esempio, D510 è uno switch Ethernet a sei porte configurabile conforme a EN50155, IEC61375 e IEEE802.3. Lo switch è installato in un involucro robusto e compatto e dispone di una funzione di conversione DC/DC integrata senza la necessità di un alimentatore esterno.
Rinforzo
In molte applicazioni di rete, il rinforzo è una considerazione chiave. Questo è adatto per applicazioni esterne, reti di veicoli e applicazioni in fabbrica nella produzione discreta e di processo.
Per questi tipi di applicazioni, dobbiamo considerare le condizioni ambientali. I progettisti di sistemi dovrebbero prestare particolare attenzione a fattori quali l'intervallo di temperatura operativa, i livelli di urti e vibrazioni durante il funzionamento e la qualità dell'alimentazione. Per molte applicazioni critiche, anche le dimensioni, il peso, la potenza e il costo delle apparecchiature di rete (SWaP-C) saranno fattori chiave.
La scelta di prodotti switch Ethernet standard per applicazioni complesse richiede una chiara comprensione dei requisiti ambientali e la valutazione delle specifiche di ciascun prodotto. Per prosperare in ambienti difficili, la progettazione della rete deve tenere in considerazione questi requisiti. Per il funzionamento a temperatura estesa, questo include tutto, dal layout del PCB e le specifiche delle parti ai rigorosi test ambientali per verificare le prestazioni.
I requisiti esatti variano da un'applicazione all'altra, quindi non esiste una selezione di interruttori o un metodo di rinforzo che si adatti a tutti i metodi. Sfortunatamente, per la maggior parte dei progettisti di sistemi, è molto più complicato che specificare il numero di porte o la velocità dei dati richiesta. Questo è il vantaggio di lavorare con esperti di progettazione di sistemi embedded come Recab UK.
Poiché la connettività svolge un ruolo sempre più importante nelle applicazioni non commerciali, è importante considerare questi fattori per garantire prestazioni del sistema embedded efficaci e durevoli. Scegliere l'interruttore sbagliato o non pianificare completamente i requisiti operativi e ambientali è un errore costoso, ma può essere evitato attraverso la pianificazione e la previsione.
