Switche (Netzwerkelement) von Murrelektronik jetzt im Onlineshop

Was ist ein Switch?

Ein Switch ist ein Verbindungselement in einem Netzwerk. In der industriellen Anwendung stellt der Switch die Verbindung zwischen Ethernet-Teilnehmern in der Maschine, Netzwerk-Segmenten und der Steuerung (SPS) her. Ist der Switch entsprechend ausgelegt, können auch Feldbus-Teilnehmer angeschlossen werden. Ein großer Vorteil des Switches ist der Anschluss der Teilnehmer über standardisierte Steckverbinder, wie M12 oder RJ45, und verbreitete Protokolle des Industrial Ethernet, wie Profinet bei managed Switchen. Ein Switch speichert in einem automatisch ablaufenden Prozess die Adressen der angeschlossenen Netzwerkteilnehmer. Datenpakete werden von einem Switch nur an den oder die Netzwerkteilnehmer weitergeleitet, für die sie bestimmt ist. Die physikalischen Ein- und Ausgänge eines Switches werden als Ports bezeichnet. Üblicherweise sind sie mit Standardanschlüssen, wie M12 und RJ45, ausgerüstet. Es sind Switche mit unterschiedlichen Port-Zahlen verfügbar, wie PoE Switch 4 Port, PoE Switch 8 Port und 6 Port PoE Switch. In Gigabit-Netzwerken können Gigabit Switch 8 Port und Gigabit Switch 16 Port eingesetzt werden.

Welche Switch-Varianten gibt es?

Ein Switch muss im industriellen Einsatz unterschiedlichen Anforderungsprofilen genügen. Es sind deshalb eine Reihe von Bauformen verfügbar. Sie sind in die Produktfamilien von Murrelektronik eingegliedert. Es gibt den Profinet fähigen Switch, den PoE Switch zur gleichzeitigen Übertragung von Daten und Energie im Netzwerkkabel, den Gigabit Switch für hohe Datenraten und die Unterscheidung in Managed Switch und Unmanaged Switch. Switch-Varianten zum Einsatz im Schaltschrank (IP20) und im Feld (IP67) sind verfügbar. Die Auswahl der passenden Ausführung eines Switches entscheidet maßgeblich mit über die Leistungsfähigkeit und Handhabbarkeit eines Netzwerkes. In den folgenden Abschnitten werden die Switch-Varianten kurz erläutert.

Unsere Switche:

Hier finden Sie die verschiedenen Switch Varianten in unserem Onlineshop:

Gigabit-Switche:
Zur Produktauswahl

PROFINET-Switche:
Zur Produktauswahl

PoE-Switche:
Zur Produktauswahl

Managed Switche:
Zur Produktauswahl

Unmanaged Switche:
Zur Produktauswahl

Hier finden Sie unsere Auswahl an Switchen sortiert nach Schutzart:

Switche mit Schutzart IP20:
Zur Produktauswahl

Switche mit Schutzart IP40:
Zur Produktauswahl

Switche mit Schutzart IP50:
Zur Produktauswahl

Switche mit Schutzart IP67:
Zur Produktauswahl

Profinet Switch

Profinet gehört zu den Industrial Ethernet-Standards und wurde als Nachfolger von Profibus entwickelt. Ein Profinet Switch verbindet Profinet-Teilnehmer und Profinet-Netzwerksegmente mit übergeordneten Teilen des Netzwerkes, wie der SPS oder einem Zentralrechner mit vorgeschaltetem NAT-Switch. Ein NAT-Switch dient zur Trennung von IP-Adressbereichen im Firmennetzwerk. Er schützt vor Adresskonflikten.

Mit Profinet wird das Konzept der dezentralen Peripherie realisiert. Statt vieler Einzelleitungen wird nur die Stammleitung vom Profinet Switch mit der Steuerung verbunden. Der Switch kann in der Nähe der IO-Geräte angebracht werden. Je länger die Stammleitung, desto weniger Aufwand entfällt auf die Verlegung der Einzelleitungen.

Profinet macht die Vorteile von Industrial Ethernet gegenüber klassischen Feldbussysteme nutzbar. Neue Profinet-Geräte können mit Profinet-Taufe und Nachbarschaftserkennung einfach integriert werden. Geräteeigenschaften werden mit der Sprache GSDML in GSD-Dateien festgehalten. Mit TIA-Portal wird die Konfiguration professionell unterstützt. Die Daten für Adressierung und Einstellungen werden bei der Inbetriebnahme automatisch vom Controller übernommen.

Profinet-fähige Switche ermöglichen die Steuerung des Datenverkehrs zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit des Netzwerkes. Die Datenpakete (Frames) der Profinet-Geräte werden gegenüber Ethernet-Frames priorisiert weitergeleitet. Das ermöglicht industrielle Echtzeitanwendungen, für deren sichere Funktion die Datenpakete das Netzwerk mit hoher Geschwindigkeit passieren müssen.

PoE Switch

Power-over-Ethernet (PoE) ist ein standardisiertes Verfahren, um über das Ethernet-Kabel auch Energie für die angeschlossenen Geräte zu übertragen. PoE senkt den Personalaufwand bei der Verkabelung und führt zu einer geringeren Auslastung der Kabelschächte. Der PoE Switch ist mit verschiedenen Portzahlen verfügbar, wie PoE Switch 4 Port, 6 Port PoE Switch und PoE Switch 8 Port.

Power-over-Ethernet kann zum Einsatz kommen, wenn PoE-taugliche Geräte, wie PoE-Kameras und Panel PCs anzuschließen sind. Power-over-Ethernet erlaubt den Einsatz von achtadrigen Standardkabeln mit RJ45-Anschluss. Es ist zu beachten, dass die vom Ethernet-Kabel übertragbare Leistung durch die Erwärmung des Kabels begrenzt ist. Die Erwärmung des Kabels reduziert das Signal und die maximale Übertragungslänge wird kleiner. Erwärmung und übertragbare Leistung sind abhängig von den Eigenschaften des Kabeltyps. Dazu zählen die Kategorie, die Schirmung und das Material. Eine sorgfältige Auslegung der Verkabelung ist erforderlich, um die Übertragungsfunktion sicherzustellen. Die Vorgehensweise bei der Auslegung der Verkabelung von PoE-Netzwerken ist den aktuellen Versionen von Regelwerken, wie ISO/IEC TS 29125, zu entnehmen.

In der Planung muss eine Leistungseinspeisung an einer geeigneten Stelle des Netzwerkes vorgesehen werden. Die Zentralisierung der Stromversorgung mit Power-over-Ethernet vereinfacht deren Absicherung mit einem USV-System.

Managed Switch

Die Konfiguration eines Managed Switch wird durch einen Spezialisten manuell vorgenommen. Dies bietet größere Einflussmöglichkeiten auf Installation, Funktion und Wartung des Switches und der damit verbundenen Netzwerkteile. Ports und Geräte können konfiguriert werden. Die Einrichtung und Administration kann komfortabel über einen zentralen Webserver erfolgen. Das Kopieren von Parametrierungen vereinfacht die Einrichtung.

Managed Switches unterstützen die Diagnose des Netzwerkes und auftretender Störungen. Über einen Mirror Port kann auf die Datenkommunikation zugegriffen werden. Dies ermöglicht die vorbeugende Wartung (Predictive Maintenance). Die vorbeugende Wartung gewinnt an Bedeutung im Maschinenbau. Sie ist von der zeitnahen Erfassung und Auswertung von Daten abhängig. Ein Industrial Managed Switch kann so gezielt zur Erhöhung der Netzwerkzuverlässigkeit eingesetzt werden.

Ist ein Industrial Managed Switch mit RSTP ausgerüstet, kann er redundante Pfade im Netzwerk deaktivieren. Fallen einzelne Pfade durch Störung aus, kann RSTP die zugehörigen redundanten Pfade nach Bedarf freischalten. Mit Managed Switches kann die Fernwartung der angeschlossenen Geräte ermöglicht werden. Der Service von Maschinen und Anlagen ist so zu verbessern. Je nach Ausdehnung der Anlage sind durch Fernwartung Kosten von Wegezeiten für den Service vor Ort in erheblichem Umfang einzusparen.

Unmanaged Switch

Ein Unmanaged Switch eröffnet gegenüber dem Managed Switch die Möglichkeit der automatisierten Integration und Inbetriebnahme im Netzwerk per Plug-and-Play. Das Gerät erkennt seine Umgebung selbständig und muss nicht manuell konfiguriert werden. Das spart viel Zeit bei Installation und Inbetriebnahme des Switches. Der Austausch defekter Geräte kann vorgenommen werden, ohne dass auf eine dafür ausgebildete Fachkraft gewartet werden muss. Die Reduzierung der Stillstandszeit angeschlossener Maschinen und Anlagen schafft hohe Kostenvorteile.

Ein Industrial Unmanaged Switch kann die kostengünstige Alternative gegenüber dem Managed Switch sein. Die Personalaufwände bei der Installation und Inbetriebnahme sind niedriger. Mit Unmanaged Switchen wird die Zahl der verfügbaren Ports im Netzwerk erhöht. Die Flexibilität beim Anschluss neuer IO-Geräte und Netzwerk-Segmente steigt. Unmanaged Switche können den Netzwerkverkehr allerdings nicht steuern, da keine Zugriffsmöglichkeit auf den Datenverkehr besteht, wie bei einem Mirror Port an einem Managed Switch.

Unmanaged Switche mit PoE können zur gleichzeitigen Übertragung von Daten und Energie für die angeschlossenen Geräte genutzt werden. Ist der Industrial Unmanaged Switch mit PoE mit den Standard-Netzspannungen, wie 24 V und 48 V, einsetzbar, macht es den Einbau in eine vorhandene Infrastruktur besonders flexibel.

Gigabit Switch

Auch in der industriellen Anwendung geht der Trend hin zu hohen Datenraten, mit denen leistungsfähige Geräte, wie Ethernet-fähige Videokameras, in das Netzwerk eingebunden werden können. Eine Übertragung im Gigabit-Bereich (1 Gigabit/s = 1.000 Megabit/s) stellt besonders hohe Anforderungen an die Netzwerk-Hardware. Die Anbindung von Teilnehmern und Segmenten im Gigabit-Netzwerk erfordern Switche, die die hohen Datenraten verarbeiten können.

Die Anzahl der Ports ist ein wichtiges Merkmal für die Auswahl eines Gigabit-Switches. Es sind Gigabit Switch 8 Port und Gigabit Switch 16 Port verfügbar. Es sind Gigabit Switches mit der Kopplung von 2 x 8 Ports zu unterscheiden von Geräten, die echte 16 Ports anbieten.

Die Datenübertragung im Industrial Ethernet erfolgt in Form von Datenpaketen, die auch als Frames bezeichnet werden. Frames haben eine standardisierte Größe, die den Umfang der unfragmentiert übertragbaren Daten begrenzen. Ein wichtiges Leistungsmerkmal von einem Gigabit Switch ist die Fähigkeit, Jumbo-Frames zu übertragen. Jumbo-Frames sind länger als die standardisierten Frames und bieten sich für die Übertragung großer Datenmengen an.

Mit einer Priorisierung im virtuellen LAN (VLAN) lässt sich eine bessere Steuerung des Datenverkehrs über die im Netzwerk eingebundenen Switches erreichen.