Unmanaged Switches Moxa

Unmanaged Switches müssen in der industriellen Nutzung bestimmte Kriterien erfüllen. (Bild: Moxa)

Ethernet-Switches sind wesentliche Bestandteile eines jeden Netzwerks. Sie werden neben dem Netzwerk selbst überall dort eingesetzt, wo zusätzliche Ethernet-Ports für den Anschluss von Geräten gebraucht werden. Die Auswahl der richtigen Produkte ist vor allem im Industrieeinsatz essenziell, um auch bei rauen Bedingungen ein sicheres und zuverlässiges Netzwerk zu gewährleisten.

Für die Anbindung von Geräten im Schaltschrank oder Verbindungen in Maschinen werden häufig sogenannte Unmanaged Switches eingesetzt. Diese sind kostengünstig und sichern lediglich die Ethernet-Anbindung, ohne den Datenverkehr oder das Netzwerk zu managen. In der Regel ist bekannt, welche Geschwindigkeit und welche Anzahl und Art an Ports im jeweiligen Netzwerk benötigt werden. Darüber hinaus gibt es jedoch vier weitere kritische Kriterien, die bei der Auswahl der richtigen Unmanaged Switches berücksichtigt werden sollten.

1. Zuverlässigkeit und Cost of Ownership

Es empfiehlt sich, industrielle Ethernet-Switches unter einer langfristigen Perspektive auszuwählen, selbst bei vermeintlich kostengünstigen Unmanaged Switches. Denn diese Geräte werden jahrelang im Einsatz sein und ein Ausfall kann hohe betriebliche Kosten verursachen. Ein zuverlässiger Einsatz und eine zuverlässige Verbindung sind daher für industrielle Netzwerke üblicherweise ein ‚Muss‘. Die Kosten des Switches sollten folglich nicht alleinig am Preis festgemacht werden. Folgende Kriterien helfen, Switches zu finden, die Kosten sparen und gleichzeitig zu einem sicheren, zuverlässigen Netzwerk beitragen.

  • Mean Time Between Failures (MTBF): MTBF ist ein statistischer Wert und wird oft in Stunden oder Jahren angegeben. Er gibt die Zuverlässigkeit des Geräts an.
    Produkte in Industrie-Qualität haben in der Regel eine höhere MTBF als andere und können viele Jahre störungsfrei arbeiten. Weil die Kosten für Ausfallzeiten in einer industriellen Umgebung durch Geräteausfälle sehr hoch sein können, zahlt es sich aus, Switches von renommierten Herstellern mit einer höheren MTBF zu wählen.
  • Stromversorgung: Switches mit einem breiten Eingangsspannungsbereich können mit einer Vielzahl von Stromquellen betrieben werden. Dadurch lassen sie sich in verschiedenen Umgebungen einsetzen, was die Lagerkosten reduziert. Außerdem können diese Switches auch bei Stromschwankungen oder leichten Spannungsspitzen weiterarbeiten. Das erhöht die Betriebszeit und Zuverlässigkeit des Netzwerks.

Ist die Betriebszeit in einem Netzwerk extrem wichtig, sind Switches mit einem zusätzlichen Netzteil zu empfehlen. Eine solche redundante Stromversorgung ermöglicht es, den Switch an zwei Stromquellen anzuschließen. Fällt eine Quelle aus, wird das Gerät von der anderen weiter mit Strom versorgt.

  • Lieferzeit: Der Faktor ‚Lieferzeit‘ hängt von den Projektanforderungen ab. Bei zeitkritischen Projekten sind Verzögerungen kostspielig und können dem Ruf der verantwortlichen Person schaden. Um Projektfristen einzuhalten, sollte deshalb die Lieferzeit sorgfältig geprüft und ein zuverlässiger Lieferant ausgewählt werden.
  • Garantie: Die Garantie ist Gewähr für Qualität und gibt Sicherheit, wenn ein Gerät einmal defekt sein sollte. Vor dem Kauf gilt es deshalb immer, die Garantiebedingungen zu prüfen. Darüber hinaus ist es ratsam, sich zu vergewissern, dass man kompetente Unterstützung erhält, falls ein Produkt ausfällt.
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(Bild: SV Veranstaltungen)

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2. Langlebigkeit und Konformität

Industrielle Switches sind konstruktionsbedingt anspruchsvoller als handelsübliche Modelle und sie sind darauf ausgelegt, rauen Bedingungen standzuhalten. Mit folgenden Punkten lässt sich die Langlebigkeit und Konformität eines Unmanaged Switchs sicherstellen.

  • Betriebstemperaturbereich: Es ist wichtig, den Temperaturbereich zu berücksichtigen, in dem die Switches eingesetzt werden sollen – vor allem, wenn in bestimmten Situationen sehr niedrige oder sehr hohe Temperaturen erreicht werden können. Überhöhte Temperaturen gegenüber der Spezifikation führen zu vorzeitiger Alterung bis hin zum Ausfall des Geräts. Der Betriebstemperaturbereich der Switches sollte daher so groß sein, dass er auch potenziell extreme Bedingungen abdeckt. Es gilt zu beachten, dass beispielsweise Schaltschränke im Außenbereich sich stark durch Sonneneinstrahlung aufheizen können. Auch heizen weitere Geräte in der Umgebung mit.
  • Industrietaugliches Gehäuse: Die Wahl eines Switchs mit einem robusten Gehäuse, das den schwierigen Umgebungsbedingungen standhält, ist für ein industrielles Netzwerk unerlässlich. Der IP-Code (Schutzart) gibt an, bis zu welchem Grad das Gerät gegen das Eindringen von Gegenständen, Staub oder Flüssigkeiten geschützt ist.

Switches mit Kunststoffgehäuse sind eine gute Wahl, wenn ein günstiges und leichtes Gerät gefragt ist. Metallgehäuse hingegen sorgen für eine bessere Wärmeableitung. Außerdem haben sie eine bessere Erdungswirkung und empfehlen sich deshalb für Umgebungen mit starkem elektromagnetischem Rauschen.

  • Zertifizierungen: Für bestimmte Branchen, zum Beispiel Transport, Schifffahrt, Eisenbahn und so weiter, können zusätzliche Zertifizierungen erforderlich sein. Dann ist sicherzustellen, dass die Switches allen geltenden Normen entsprechen.

3. Datenübertragung

Die Leistung eines Switches kann die Qualität eines Netzwerks erheblich verbessern. Nachfolgend werden einige Faktoren für Unmanaged Switches vorgestellt.

  • Broadcast Storm Protection (BSP): Ein Broadcast Storm ist die Häufung vieler Broadcast-Pakete in kurzer Zeit. Er kann die Leistung des Switches und somit der Datenübertragung erheblich beeinträchtigen. Da Unmanaged Switches von der Netzwerksoftware nicht erkannt werden, kann es sehr schwierig sein, die von einem Broadcast Storm betroffenen Geräte zu finden. Mit einer Broadcast Storm Protection erübrigt sich die Fehlersuche im Netzwerk: Indem diese den Broadcast-Verkehr blockiert, sobald er ein bestimmtes Niveau erreicht, lassen sich schwerwiegende Probleme verhindern.
  • Quality of Service (QoS): Auch in einem überlasteten Netzwerk sollten die wichtigen Datenpakete rechtzeitig übertragen werden. Die QoS-Funktion priorisiert den Netzwerkverkehr, sodass wichtige Pakete bei der Übertragung Vorrang haben. So ist sichergestellt, dass entscheidende Anwendungen die notwendigen Ressourcen erhalten, um korrekt zu funktionieren.

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  • Größe der MAC-Tabelle: Die MAC-Tabelle ist ein Speicherplatz für die MAC-Adressen der Netzwerkgeräte. Sie hilft dem Switch, Daten schnell an die richtigen Ports zu übertragen. Ist diese Tabelle voll, sendet der Switch den Datenverkehr an alle verfügbaren Ports im Netzwerk, was ein Sicherheitsrisiko darstellen kann. Dies lässt sich verhindern, indem die erforderliche MAC-Tabellengröße für das jeweilige Netzwerk berechnet und ein Switch gewählt wird, der diese Tabellengröße mitbringt.
  • Größe des Switch-Puffers: Im Pufferspeicher legt der Switch die empfangenen Datenrahmen/-pakete ab, bevor er sie weiterleitet. In manchen Umgebungen kann ein größerer Datenpuffer im Switch die Kommunikation verbessern. Bei einem intensiven Datenaustausch und einem überlasteten internen Puffer werden Datenrahmen vom Switch verworfen. Wenn der Switch den Datenrahmen verwirft, muss er erneut gesendet werden, was zu Verzögerungen in der Kommunikation führen kann. Mit anderen Worten: Je größer der Puffer, desto geringer die Gefahr von Paket- bzw. Rahmenverlusten.

4. Installation und Wartung

Eine Netzwerkinstallation kann wegen der großen Anzahl an Geräten komplex sein. In diesem Zusammenhang gibt es einige Überlegungen, die bei der Installation der Switches Energie und Zeit sparen können.

Größe des Switchs: Schalttafeln oder Netzwerkschränke sind in der Regel voll mit verschiedenen Geräten, sodass sich der Einbau von Switches manchmal als schwierig oder sogar unmöglich erweist. Kleinere Switches erlauben eine flexible Installation und schaffen Platz für zukünftige Netzwerkerweiterungen.
Leichte Installation: Unmanaged Switches sind Plug-and-play-fähige Geräte, sodass die Konfiguration einfach ist. Das Problem entsteht bei der Montage vieler Switches in einem Netzwerkschrank oder einer Schalttafel. Durch die Auswahl von Switches mit entsprechenden stabilen Montagesätzen lässt sich sicherstellen, dass sich diese einfach ein- und ausbauen lassen.

Pooyan Dehghani ist Product Marketing Manager bei Moxa.
Der Autor Pooyan Dehghani ist Product Marketing Manager bei Moxa. (Bild: Moxa)

Fazit

Die Aufstellung zeigt: Die Auswahl eines geeigneten Unmanaged Switchs für die Industrie erfordert Kenntnisse über das jeweilige Netzwerk. Dazu gehören die Art der Geräte im Netzwerk und die Umgebung, in der der Switch eingesetzt werden soll. Zudem gilt es zu berücksichtigen, dass Unmanaged Switches nur wenige Sicherheitsfunktionen bieten. Auch lassen sich die Netzwerke später schwerer skalieren und die Fehlersuche ist deutlich aufwendiger. Wenn Sicherheit, Skalierbarkeit und schnelle Fehlerbeseitigung Priorität haben, sind Managed Switches die bessere Wahl. Für alle anderen Fälle gilt: Wer sich bei der Auswahl etwas Zeit nimmt und die genannten Faktoren berücksichtigt, erhält einen effizienten und zuverlässigen Unmanaged Switch, der die Netzwerkleistung verbessern und Ausfallzeiten reduzieren kann.

In Kürze:

  • Ethernet-Switches sind wesentliche Bestandteile eines jeden Netzwerks.
  • Für die Anbindung von Maschinen werden oft sogenannte Unmanaged Switches eingesetzt.
  • Vier Kriterien sollten bei deren Auswahl berücksichtigt werden.

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