In einer Welt, die immer stärker auf Konnektivität angewiesen ist, ist eine zuverlässige und effiziente Netzwerktechnologie von großer Bedeutung. Einer der Hauptakteure sind dier Netzwerk Switches. In diesem Artikel stellen wir Ihnen die neuesten Entwicklungen vom Ethernet-Switch vor, mit denen sich eine leistungsfähige und zuverlässige industrielle Datenkommunikation aufstellen lässt.
Inhalt
Ethernet-Switches haben seit ihrer Einführung in den 1990er Jahren eine signifikante Entwicklung durchlaufen und sind zu einer kritischen Komponente in modernen Kommunikations-Netzwerken geworden. Heute sind sie mehr als nur die Drehkreuze der industriellen Datenkommunikation. Vielmehr sorgen sie dafür, dass Divices auch untereinander und am Controller vorbei kommunizieren können. Mit dem fortwährenden Fortschritt der Technologie sind Ethernet-Switches immer leistungsfähiger, sicherer und intelligenter geworden und der Bedarf an den Datenlenkern steigt. So bietet ein Gigabit Switch höchste Geschwindigkeiten, PoE Switches Daten und Stromlieferung über nur ein Kabel, Software Defined Networking Switches Effizienz im Netzwerk und die KI und maschinelles Lernen machen die Switches intelligent. Ein weiterer Trend ist die SPE Technologie und die verbesserte Cybersicherheit, die mehr fortschrittliche Funktionen in die Switches integriert.
Diese Trends und die nachfolgenden Neuheiten zeigen, dass Ethernet-Switches ständig weiterentwickelt werden, um den wachsenden Anforderungen moderner Netzwerke gerecht zu werden.
04.10.2024 | Mit der neuen TNIC-Serie erweitert Turck sein Portfolio um unmanaged Switches mit kleinstmöglichen Abmessungen im robusten Vollmetallgehäuse. Durch eine optimale Raumausnutzung im Schaltschrank gestatten diese effiziente und kostengünstige Netzwerklösungen.
26.09.2024 | Die Übertragung von Daten über große Entfernungen und verschiedene Ebenen hinweg stellt in der Industrie oft eine Herausforderung dar, insbesondere wenn neben den Daten auch Energie übermittelt werden muss. Weidmüller bietet mit dem unmanaged Switch 10Base-T1L SPE eine innovative Lösung für Unternehmen, die vor genau dieser Aufgabe stehen.
Der 10Base-T1L-SPE-Switch ermöglicht eine stabile Datenübertragung mit bis zu 1 km Reichweite und damit deutlich weiter als herkömmliches Ethernet mit RJ45, das auf 100 m beschränkt ist. Mit einer Bandbreite von 10 MBit/s bietet der Switch zudem eine höhere Leistungsfähigkeit im Vergleich zu RS485 auf vergleichbaren Strecken. Dies macht ihn zur idealen Wahl für die Netzwerkanbindung von Industriegeräten wie Sensoren. Der robuste SPE-Anschluss sorgt dabei für zuverlässige Verbindungen und verhindert Mikrounterbrechungen, selbst in anspruchsvollen Umgebungen.
Ein herausragendes Merkmal des 10Base-T1L-SPE-Switches ist die Unterstützung von Power over Data Line (PoDL) bis zu Klasse 15. Dies ermöglicht eine Leistungszufuhr von bis zu 50 Watt am Endgerät. Mit Features wie SCCP und Forcemode wird die Einrichtung der Stromversorgung neuer Geräte vereinfacht.
Vor allem in Umgebungen mit begrenztem Platzangebot erweist sich die SPE-Technologie als besonders vorteilhaft: Denn sowohl Daten als auch Strom können über ein Adernpaar fließen, und somit muss nur ein Kabel verlegt werden. Zudem ermöglicht dies eine kosteneffiziente Anbindung von Sensoren in verschiedenen industriellen Szenarien, indem statt teurer Glasfasertechnologie Kupferkabel zum Einsatz kommen. Kupfer überzeugt im Vergleich zu Glasfaser durch größere Biegeradien und reduzierten Aufwand bei der Installation, da kein Spleißen notwendig ist.
Der 10Base-T1L-SPE-Switch optimiert dank seiner Quality-of-Service (QoS)-Funktion die Verteilung der Netzwerkressourcen und priorisiert wichtige Datenströme. Dies sorgt dafür, dass kritische Anwendungen bevorzugt behandelt und die verfügbare Bandbreite effizient genutzt wird. Zudem erfüllt der Switch die Anforderungen der Profinet-Klasse A, was eine reibungslose Integration in Profinet-kompatible Netzwerke sicherstellt.
Der unmanaged-Switch bietet eine kosteneffiziente und platzsparende Lösung für die gleichzeitige Übertragung von Daten und Energie. Er stellt damit eine attraktive Alternative zur Glasfasertechnologie dar.
02.04.2024 | Belden präsentiert auf der Hannover Messe seinen neuen Managed Switch Hirschmann BXP (Bobcat extreme Performance). Die Erweiterung der bewährten Hirschmann Switches aus der Bobcat Familie bietet kompaktes Design, höhere Flexibilität, optimierte Interoperabilität und Geschwindigkeiten von bis zu 10 Gbit/s. Damit lassen sich die dynamischen Anforderungen von Schienenfahrzeugen erfüllen.
Für den Anschluss von immer mehr Bordausrüstung im Zug wie datenintensive Hochgeschwindigkeitskameras und internetfähige Geräte benötigen Zughersteller ein starkes Netzwerk-Backbone. Nur so können sie eine kontinuierliche Betriebszeit und eine präzise Datenübertragung gewährleisten.
Der neue Hirschmann Switch bietet hierfür eine leistungsstarke Kombination aus Funktionen, viele Anschlüsse, bis zu 10 GE, Power over Ethernet (PoE++) und Protokolle wie das Parallel Redundancy Protocol (PRP) und das High-Availability Seamless Redundancy (HSR). Mit all diesen Features hält der robuste Ethernet Switch den rauen Umgebungen fahrender Züge stand.
Einen besonderen Mehrwert bietet der BXP durch die vereinfachte webbasierte Konfiguration, die flexible Layer-2- oder Layer-3-Switch-Konfiguration und die erweiterte Sicherheit über das Hirschmann-Betriebssystem (Hios).
Der BXP erfüllt wesentliche Schienenfahrzeug-Normen wie die europäischen Normen EN 50155 und EN 50121 sowie EN 45545 für Stoßfestigkeit, Betriebstemperatur, elektromagnetische Störungen, Vibrationsfestigkeit, Feuerbeständigkeit etc. Mehrere internationale und branchenspezifische Zertifizierungen hat der Switch ebenfalls erhalten.
04.12.2023 | Harting stellt einen neuen Switch für Single Pair Ethernet vor. Der Ha-VIS Econ 4000 M12T1 SPE ist in Schutzart IP67 ausgeführt. Im robusten Metallgehäuse hält er den Widrigkeiten einer rauen Außenumgebung stand. Er ist für Schienenfahrzeuge nach EN 50155 geprüft und sorgt für sichere Daten-Kommunikation auch in schwierigen Industrie-Umgebungen im Innenbereich.
Die Übertragung ist geschützt gegen Vibrationen und Stöße. Sie funktioniert in einem weiten Temperaturbereich von -40° bis +70 °C. Der Switch ist mit 191 x 60 x 42 mm sehr kompakt und verfügt über acht Ethernet-Ports in zwei Versionen:
Neu für einen unmanaged Switch ist die automatische Master/Slave-Konfiguration, die bereits beim Anschluss automatisch zwischen den Kommunikationspartnern Master- und Slave-Rollenverteilung klärt.
Die Ha-VIS Econ 4000 M12T1 Switches sind für den Einsatz in Schienenfahrzeugen, allgemeinen Fahrzeugen und Automatisierung konzipiert. Zu den Zonen mit starken Umwelteinflüssen zählen Anwendungen in Fertigungslinien, in der kamerabasierten Qualitätssicherung, in Fahrgast- und Fahrer-Informations-Systemen, Videoüberwachungen und Ticketing Systems.
03.08.2023 | Mit dem neuen Single Pair Ethernet-Switch (SPE) FL Switch 2303-8SP1 (Bild oben) von Phoenix Contact lassen sich Sensoren und Feldgeräte direkt in Ethernet-Netzwerke integrieren.
Die ersten managed Switche mit SPE Schnittstelle unterstützen auf acht Ports Single Pair Ethernet mit dem universell einsetzbaren 10Base-T1L-Standard, der Distanzen bis 1000 m erlaubt. Angebundene Geräte wie Sensoren oder Feldgeräte werden von den 8 Port Switches optional über Zubehör wie das Zweidrahtkabel mit dem PoDL-Standard (Power over Data Line) und der 24 V DC Power Class 11 versorgt. Sensoren in Produktion, Infrastruktur und Gebäudeautomation können so direkt, einfach und ohne Gateways in das Ethernet-Netzwerk integriert werden.
Zur Anbindung an das überlagerte Netzwerk in Stern-, Ring- und Linientopologie stehen drei klassische Ethernet-Ports mit 100 MBit/s/1000 MBit/s zur Verfügung. Die Managed Switches eignen sich besonders für Automatisierungs-Protokolle wie Profinet. Zudem unterstützen sie Netzwerkredundanz und relevante Security Features.
23.02.2021 | Mehr als 20 Ethernet Switches und Ethernet Medienkonverter von EKS Engel sind jetzt im Eplan Data Portal gelistet worden. So kann z. B. ein Switch nathlos in ein Eplan Projekt integriert werden. U. a. Maschinen und Anlagenbauer kommen damit der virtuellen Entwicklung und Konstruktion einen Schritt näher. Die neue Listung im Eplan Data Portal betrifft merhere Produktfamilien.
10.01.2023 | Efco präsentiert unter dem Markennamen Eagle-Net (Bild oben) seine neu entwickelten, zuverlässigen Switches und Router für den industriellen Dauereinsatz. Diese sind benutzerfreundlich, bieten eine redundante Stromversorgung, einen erweiterten Temperaturbereich von -40 bis +75 °C, die Option für Glasfaser-Konnektivität und die Möglichkeit des direkten Einbaus in eine Hutschiene.
05.11.2020 | Für die Kommunikationsinfrastruktur in der Industrie Automatisierung und Gebäudeautomation bringt Wago einen neuen Ethernet Switch auf den Markt. Mit diesem Lean Managed Switch lassen sich Netzwerke sicher und robust installieren. Die Netzwerk Switches sind hoch verfügbar und sehr sicher. Zudem bieten die Netzwerk Switches neue Funktionen für die Netzwerkdiagnose.
Das Switch Angebot gibt es mit 8 oder 16 Kupferports, mit Übertragungsraten von bis zu 1000 Mbit/s. Optional bietet Wago Geräte mit zwei zusätzlichen SFP-Slots (100/1000 Mbit/s) für z. B. den Anschluss von Lichtwellenleitern an. Eine Version mit Power over Ethernet (PoE) Funktionalität ermöglicht eine Energieversorgung von angeschlossenen PoE Geräten bei einer für Schaltschrank typischen Versorgungsspannung von DC 24 V. Die Leistungsabgabe pro PoE Ports beträgt bis zu 30 W.
Auf die intuitiv und einfach zu bedienende Benutzerschnittstelle hat Wago besonders Wert gelegt. Mit dem Web-Based-Management lassen sich Installation, Inbetriebnahme und Diagnose auch ohne besondere IT-Kenntnisse durchführen. Der Anwender gibt in einem Standardbrowser die IP-Adresse vom Ethernet-Switch ein und gelangt anschließend in das Diagnose-Dashboard bzw. die Netzwerkansicht (Topology Map). Die Ethernet Switch Diagnoseseite gestattet eine schnelle Fehlersuche im System.
In Ampelfarben wird der Verbindungsstatus angezeigt, wenn die Maus auf die Verbindung bewegt wird. Der Anwender sieht Bandbreite, Auslastung und mögliche Übertragungsfehler.
Während der Inbetriebnahme können die Netzwerkteilnehmer einfach angelernt werden. Ist die Verbindung an den Ports physikalisch hergestellt, werden mit Klick auf den Einlernbutton die Teilnehmer registriert. Die Identifikation geschieht über LLDP oder die MAC-Adresse der angeschlossenen Geräte. Zieht der User einen Stecker am Switch ab, wird der Port rot im Diagnose-Dashboard angezeigt.
Leicht zu bedienen im Diagnose-Dashboard ist auch die Wackelkontakt Funktion. In einer Port-Link-Down-Statistik werden alle Übertragungsfehler für alle Ports protokolliert. Werden beispielsweise durch fehlerhafte Stecker Wackelkontakte ausgelöst, lassen die sich schnell lokalisieren und beheben.
Ethernet APL | Aktueller Stand, Anwendungen und Umsetzung
Die Lean Managed Switches bieten weitere zahlreiche Features für die Erhöhung von Sicherheit, Verfügbarkeit und Robustheit in den Netzwerken. Die Bedienkonzepte und Hardware der neuen Ethernet Switches wurden für die Bedürfnisse der Automatisierung und Gebäudetechnik konzipiert.
Neben dem einfachen Bedienkonzept zählt hierzu die Hutschienenmontage, geringe geometrische Abmessungen und ein erweiterte Temperaturbereich von -40° bis +60 °C. Eine redundante Spannungsversorgung sorgt für hohe Verfügbarkeit. Jedes Gehäuse ist mit einem 2D-Barcode mit Links zu Bedienanleitung, Datenblatt und Support ausgestattet.
07.08.2020 | Für die zunehmende Bildverarbeitung in industriellen Applikationen präsentiert die Harting Technologiegruppe seine neue Ethernet Switch Baureihe. Mit ihr lassen sich performante Gigabit Ethernet Vernetzungen Plug-and-play aufbauen. Dank IX Industrial Interface können auf kleinstem Raum datenintensive Applikationen und damit eine durchgängige Vernetzung realisiert werden.
In allen Industriebranchen gewinnen bildgebende Prozesse zu Überwachung und Qualitätssicherung von Maschinen und Anlagen immer mehr an Bedeutung. Die Kameras bieten zunehmend höhere Auflösungen und werden dabei immer kleiner.
Harting hat für die durchgängige Vernetzung von Maschinen-Beobachtung und -Diagnose die neue unmanaged Switch Baureihe eCon 2000GX-I-A entwickelt. Diese hoch performanten Gigabit-Switches werden über das Interface ix Industrial zur Verfügung gestellt. Die Geräte sind kompakt und ultraflach – bestens geeignet für enge Einbauräume.
Die IP30 Netzwerk Switches im ix Industrial Interface gibt es in Ausführungen für die Anbringung auf der DIN-Rail oder zur direkten Wandmontage. Die IX Industrial Ethernet Schnittstelle der Geräte ist nach IEC genormt und unterstützt das Ziel der Miniaturisierung – nicht nur bei Bildsensoren.
10.07.2020 | Zum sicheren Betrieb industrieller Netzwerke sollte der Betreiber zu jeder Zeit dessen Zustand kennen. Mit dem Profinet zertifizierten Industrial Ethernet Switch Promesh P10 von Indu-Sol lassen sich die Kommunikation in homogenen, heterogenen und konvergenten Netzen zuverlässig regeln und die Qualität der Leitungen permanent überwachen.
Im neuen Switch sind eine Schirmstrom-Messung und eine Leitungsdiagnose implementiert. Die realen Signale werden dazu in ihrer Form erfasst und einer speziellen Daten-Matrix zugeführt. Zusammen mit einer Künstlichen Intelligenz ähnlichen Analyse können anhand der Übertragungsqualität der Signale eindeutige Rückschlüsse auf die Leitungsqualität gezogen werden.
Bei der Inbetriebnahme liefert die Leitungsdiagnose Informationen über die Qualität der Verbindung. Sie gestattet auch über den gesamten Lebenszyklus der Anlage eine vollautomatisierte, präventive Instandhaltung der Netzwerkverbindung. Damit löst sie die bisherige Leitungszertifizierung ab.
Bei sporadisch nicht reproduzierbaren Ereignissen lässt sich anhand der permanenten Überwachung schnell klären, ob eine defekte Leitung oder EMV-Einflüsse die Ursache waren oder der Fehler an anderer Stelle gesucht werden muss.
Der Industrial Ethernet Switch ist zur Zeit der einzige am Markt, der eine permanente Leitungsdiagnose ermöglicht. Mit ihm wird die Alterung der Leitung nachvollziehbar. Ein zyklischer Austausch von Leitungen auf Verdacht hin kann durch vorausschauende Wartung ersetzt werden. Zudem sinken die Instandhaltungskosten dank planbarer Wartungsintervalle deutlich.
Der Promesh P10 hat acht RJ45 Ports und zwei SFP Slots. Er bietet Übertragungsraten von bis zu 2,5 Gbit/s, eine Backplane Kapazität von 51,2 Gbit/s sowie einen Throughput von 19,3 Mpps. Die Buffer Size liegt bei 2 MBit und die Buffer Pagesize bei 256 Byte.
5G Netz für die Industrie: Vorteile und Herausforderungen
Der Switch verfügt über zahlreiche Diagnosefunktionen: Leitungsdiagnose und Ableitstromüberwachung, Portstatistiken wie Errors, Discards, Netzlast/ms oder Nachbarschaft. Die Ableitströme werden mit einer Abtastrate von 25 KHz überwacht in einem Messbereich von 0 bis 10 A bei einer Auflösung von 1 mA. Zudem ist Diagnose von Versorgungsspannung bei Temperaturen von -40° bis +60 °C bei einer Auflösung von 1 °C möglich, ebenso Port Mirroring von eingehenden oder ein- und ausgehenden Paketen.
09.03.2020 | Turck hat einen kompakten 10 Ports Managed Ethernet Switch in Schutzart IP67 vorgestellt. Mit den robusten TBEN-L-SE-M2 Switches lassen sich aufgrund höchster Datenraten bis 1 Gigabit/s zum Beispiel Kamera Anwendungen deutlich beschleunigen. Eine Highspeed-Link-up-Funktion unterstützt schnelle Werkzeugwechsel in weniger 150 ms für minimalste Taktzeiten im Roboter. Der Switch lässt sich dezentral direkt im Feld montieren.
21.01.2020 | EKS Engel zeigt einen neuen Industrial Ethernet Switches e-light-1100-4AC Ausführung 16TX/1FX und 8TX/1FX. Der 16 oder 8 Port Gigabit Switch wurde für den direkten Betrieb mit Netzspannung 230 VAC entwickelt. Die beiden Ausführungen eignen sich somit z. B. in der Gebäudetechnik für wirtschaftliche Lösungen zur Vernetzung von Stromzählern in Haushalten.
08.11.2019 | Die neuen Ethernet Switches von Weidmüller sind speziell für kleinere Industrienetzwerke entwickelt worden. Sie bietet eine sichere, zuverlässige Kommunikation zwischen Ethernet-basierten Maschinen und Anlagen sowie die Anbindung von Ethernet Geräten an ein übergeordnetes Netz.
Mit den unmanaged Plug-and-Play-Switches können Netzwerkverbindungen direkt auf mehrere Geräte erweitert werden. Die Netzwerk Switches mit 5 bis 24 Ports machen die Vorteile der standardisierten Ethernet-Kommunikation wie auch der industriellen Automatisierungstechnik nutzbar.
Je nach Ausführung sind die Angebote mit einer Vielzahl kombinierbarer Schnittstellen – Kupfer oder LWL – versehen, sodass unterschiedliche Medien genutzt und somit auch große Entfernungen überbrückt werden können. Durch das robuste Gehäusedesign und die hohe Portdichte bei besonders kleinen Abmessungen kann der Platz im Schaltschrank optimal genutzt werden. Dies gilt insbesondere für den 5-Port Switch, einer der kleinsten Switche in Bezug auf die Packungsdichte. In der größten Ausbaustufe stehen 24 Ports zur Verfügung.
Der Temperaturbereich umfasst -40° bis +75 °C. Integrierten LEDs gestatten eine einfache Anzeige von Geschwindigkeit und Status der Ports. Multimode oder Singlemode, 500 Meter oder bis zu 20 km – die SFP-Slots erlauben eine flexible Sortierung.
28.11.2019 | Christian Gieseler, Entwicklungsleiter bei EKS Engel stellt den neuen Gigabit Switch vor und geht auf die Retrofit-Möglichkeiten des Unternehmens ein. Das Interview wurde auf der SPS in Nürnberg gegeben. Folgende Fragen haben wir unter anderem dem Berater gestellt: Was kann der neue Gigabit Switch e-light-4GM noch, außer dass er sehr schlank ist?
09.10.2019 | EKS Engel stellt den neuen Managed Gigabit Switch e-Light-4G-M vor, der insbesondere für die Industrie- und Gebäudeautomatisierung, intelligente Transportsysteme sowie Smart-City-Anwendungen entwickelt wurde. Da er nur 30 mm breit ist, ermöglicht dieser Switch, der Profinet unterstützt und für TSN vorbereitet ist, eine hohe Packungsdichte im Schaltschrank und reduziert so die Betriebskosten.
02.09.2019 | EKS Engel macht mit seiner neuen Version des Outdoor-Glasfaserverkabelungssystems Pe-Light die Vernetzung IP-fähiger Endgeräte mit Gigabit-Geschwindigkeit und High-Power-PoE möglich. Das System lässt sich in Lichtmasten aus Metall montieren. Herzstück ist ein Managed Switch, der über eine webbasierte Bedienoberfläche verwaltet werden kann.
Switches sind nicht länger einfach nur Drehkreuze der Datenkommunikation, sondern das Rückgrat der vernetzten Industrie. Doch welche sind die richtigen für die individuellen Anforderungen an das eigene Netzwerk? Für diese Entscheidung lohnt es sich, die Funktionsweise dieser intelligenten Infrastrukturkomponenten zu verstehen. Indu-Sol zeigt anhand einer leicht verständlichen Analogie zu einem Logistikzentrum, warum und wie eine stabile und zuverlässige Kommunikation nur durch den Einsatz leistungsfähiger Switches sichergestellt werden kann.
Ein Switch kommt bei einer Netzwerkerweiterung zum Einsatz, wenn mehr Geräte in einem Netzwerk mit einander kommunizieren sollen, als der Router unterstützt. Auch lässt sich mit einem Netzwerk Switch die Netzwerkleistung verbessern, indem das Netzwerk z. B. in kleinere Segmente aufgeteilt wird. Mit Managed Switches lassen sich zudem komplexe Netzwerke kontrollieren.
Ein Ethernet Switch spielt eine entscheidende Rolle in modernen Computernetzwerken, indem er den Versand und Verkehr von Daten effizient steuert und die Kommunikation zwischen den Geräten ermöglicht. Dabei agiert er als Vermittlungsstelle für den Datenverkehr innerhalb eines Netzwerks. Er empfängt Daten von verschiedenen angeschlossenen Geräten und leitet sie an das entsprechende Ziel weiter. Dabei nutzt der Netzwerk Switch die MAC-Adressen der Geräte, um die Lieferung der Datenpakete zu adressieren und an die richtige Schnittstelle zu senden. Effizient wird die Datenübertragung dadurch, dass der Switch einzelne Ports verwendet, um den Datenverkehr zu segmentieren. So lassen sich Daten gleichzeitig und voneinander unabhängig übertragen. Datenkollisionen werden vermieden und die Geräte können direkt miteinander kommunizieren.
Angela Struck ist Chefredakteurin des developmentscouts und freie Journalistin sowie Geschäftsführerin der Presse Service Büro GbR in Ried.