نظرًا لأن المزيد والمزيد من الأنظمة المضمنة تتبنى معماريات الشبكة ، فإن محولات Ethernet تلعب دورًا متزايد الأهمية. هنا ، شرح مارك جيفري ، المدير الفني لشركة Recab UK ، كيفية اختيار محول Ethernet لبيئات التشغيل الصعبة.
في عالم&المتصل اليوم ، يتزايد عدد الأجهزة المتصلة بالإنترنت كل يوم. وفقًا لبيانات شركة الأبحاث McKinsey ، يتم توصيل 127 جهازًا جديدًا بالإنترنت كل ثانية ، ويتم توصيل مليارات الأجهزة حول العالم. تزداد هذه الأرقام عندما نفكر في شبكات المنطقة المحلية (LAN) ، والتي تتكون من أنظمة مدمجة رئيسية متصلة في صناعات مثل السكك الحديدية والجيش والدفاع والصناعة والبحرية.
المحول هو جوهر أداء بنية الشبكة ، مما يسمح بنقل البيانات بين أجهزة الكمبيوتر والأجهزة المتصلة ، ونقلها إلى شبكة أكبر من خلال بروتوكولات مثل Ethernet. تعد حماية هذه المفاتيح مهمة بشكل خاص للتطبيقات الهامة المستخدمة في البيئات القاسية والشبكات داخل السيارة وتطبيقات التصنيع المنفصلة والمعالجة.
يتطلب ضمان حماية محولات Ethernet في البيئات القاسية تقوية المفاتيح. ومع ذلك ، قبل التفكير في محولات Ethernet كجزء من حل متشدد ، من الضروري فهم دور المحولات ومتطلبات الشبكة. تخبرنا خبرة Recab UK&في تطوير أنظمة مدمجة متينة ذات إمكانات إيثرنت أن تصميم الشبكة أولاً ، ثم تقويتها ومكوناتها ، يمكن أن يضمن أفضل الحلول.
خصائص تقنية الشبكة
في مستند تقني حول هذا الموضوع ، يحدد شريكنا الموثوق به Diamond Systems العديد من المتطلبات الأساسية لتطبيقات الشبكة. وتشمل هذه القدرة على بناء وإدارة شبكات متعددة باستخدام جهاز مادي واحد ، ومنافذ معكوسة لمراقبة حركة المرور ، ومفاتيح سلسلة ديزي لتوسيع الشبكة المحلية ، وحماية حركة مرور الشبكة ، وتقوية مكونات الشبكة.
الأمن مجال معقد للغاية ، لكنه مجال حاسم للتطبيقات الهامة. هناك نوعان من أمان الشبكة: الأمان الافتراضي ، والذي يأتي بشكل أساسي من أنظمة البرامج وتشفير البيانات ؛ والأمن المادي ، حيث تلعب المكونات دورًا في الحفاظ على سلامة البيانات.
أحد الأمثلة على الأمان الافتراضي للشبكة هو نظام كشف الدخيل ، والذي يكتشف الثغرات الأمنية المحتملة ، ويسجل المعلومات حول الثغرات الأمنية المحتملة ، ويرسل تنبيهات على وحدة التحكم أو عبر المنفذ التسلسلي. يتم استكمال ذلك بمعايير التشفير الخاصة بالشبكة.
يأتي الأمان المادي من منافذ محولات معينة ، وهذا هو السبب في أنه لا يقدر بثمن العمل مع خبراء مدمجين في مشاريع الشبكات المضمنة الهامة. يمكن للمنافذ الصغيرة القابلة للتوصيل بعامل الشكل (SFP) تحويل الوسائط النحاسية للشبكة إلى قناة ليفية. نظرًا لأن تقنية الألياف الضوئية هي مادة عازلة للكهرباء ، فيمكنها حماية الوسيط من التطفل الكهرومغناطيسي (EM) والهجمات الضارة الأخرى. تتمتع القناة الليفية أيضًا بميزة القدرة على نقل البيانات عبر مسافات أطول مع فقدان إشارة أقل.
تستخدم تطبيقات الوسائط المختلطة الشائعة شبكات الأسلاك النحاسية للاتصال المحلي والواجهة مع شبكات الألياف الضوئية للتطبيقات عالية السرعة ، والتوصيلات من شبكة إلى شبكة ، والاتصالات بعيدة المدى. لذلك ، تقوم بعض الشركات المصنعة لمحول Ethernet الصغيرة بتضمين مجموعات المنافذ في منتجاتها. في Recab UK ، يعني التعاون مع الشركات المصنعة الرائدة لمحول Ethernet أنه يمكننا تطوير حل يوفر مرونة وأمان أكبر للشبكة.
على سبيل المثال ، في الأنظمة المدمجة المخصصة حيث تكون المساحة مرتفعة ، Diamond Systems&# 39؛ وحدة تبديل إيثرنت EPSM-10GX4 هي الخيار الأمثل. يعتمد EPSM-10GX4 على عامل الشكل القياسي Express Mini (84x55 مم) من كمبيوتر على وحدة (COM) ، مع حزمة مدمجة للغاية وتقنية التبديل المعبأة بالكامل تقريبًا. يوفر 24 منفذًا نحاسيًا بسرعة 10/100/1000 ميجابت في الثانية وأربعة منافذ SFI بسرعة 10 جيجابت في الثانية. هناك أيضًا لوحة الناقل EPS-24G4X كاملة الميزات ، والتي تقود منفذ 1 جيجابت في الثانية إلى موصل المزلاج ويقود منفذ 10 جيجابت في الثانية إلى فتحة SFP +.
أو ، بالنسبة للتطبيقات عالية الطاقة ذات المساحة المتوفرة الأكبر باستخدام منصة VPX ، يمكنك اختيار استخدام محول VX6940 6U VPX Ethernet الجديد من Kontron. يحتوي على جهازي إرسال واستقبال QSFP28 مثبتين في الأمام يدعمان الألياف عالية السرعة (تصل إلى 100 جيجابت) أو اتصال نحاسي سلبي ، يسمح كل منهما بأربعة منافذ بحجم 10 جيجابايت أو SFP +. هذه المفاتيح هي الأنسب للتطبيقات كثيفة البيانات التي تتطلب العديد من مسارات البيانات ، مثل أجهزة الاستشعار عالية الدقة أو أنظمة الرادار.
تمتلك شركة Recab UK خبرة واسعة في تطوير الأنظمة بما في ذلك تصميم المحولات ، سواء من خلال التطوير الخاص بنا أو باستخدام مفاتيح من شركائنا Aitech أو Kontron أو duagon أو Diamond Systems. يعتمد الحل على احتياجات المشروع ومكان استخدام التطبيق.
على سبيل المثال ، قد تتطلب تطبيقات السكك الحديدية استخدام مفاتيح Duagon مصممة لبيئة التشغيل القاسية لعربات السكك الحديدية. على سبيل المثال ، D510 هو محول إيثرنت قابل للتكوين بستة منافذ يتوافق مع EN50155 و IEC61375 و IEEE802.3. يتم تثبيت المفتاح في حاوية قوية ومضغوطة وله وظيفة تحويل DC / DC متكاملة دون الحاجة إلى مصدر طاقة خارجي.
تعزيز
في العديد من تطبيقات الشبكات ، يعد التعزيز أحد الاعتبارات الرئيسية. هذا مناسب للتطبيقات الخارجية ، والشبكات داخل السيارة ، وتطبيقات أرض المصنع في التصنيع المنفصل والعملية.
بالنسبة لهذه الأنواع من التطبيقات ، يجب علينا مراعاة الظروف البيئية. يجب أن يولي مصممو النظام اهتمامًا خاصًا لعوامل مثل نطاق درجة حرارة التشغيل ومستويات الصدمات والاهتزازات أثناء التشغيل وجودة الطاقة. بالنسبة للعديد من التطبيقات المهمة ، سيكون حجم معدات الشبكة (SWaP-C) ووزنها وقوتها وتكلفتها أيضًا أحد الاعتبارات الرئيسية.
يتطلب اختيار منتجات تبديل Ethernet الجاهزة للتطبيقات الصعبة فهمًا واضحًا للمتطلبات البيئية وتقييمًا لمواصفات كل منتج. من أجل الازدهار في البيئات القاسية ، يجب أن يأخذ تصميم الشبكة هذه المتطلبات في الاعتبار. للتشغيل الممتد في درجات الحرارة ، يشمل ذلك كل شيء بدءًا من تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور ومواصفات الأجزاء إلى الاختبارات البيئية الصارمة للتحقق من الأداء.
تختلف المتطلبات الدقيقة من تطبيق إلى آخر ، لذلك لا يوجد اختيار مفتاح واحد أو طريقة تقوية تناسب جميع الطرق. لسوء الحظ ، بالنسبة لمعظم مصممي النظام ، يكون الأمر أكثر تعقيدًا بكثير من تحديد عدد المنافذ أو سرعة البيانات المطلوبة. هذه هي فائدة العمل مع خبراء تصميم الأنظمة المضمنة مثل Recab UK.
نظرًا لأن الاتصال يلعب دورًا متزايد الأهمية في التطبيقات غير التجارية ، فمن المهم مراعاة هذه العوامل لضمان أداء نظام مضمن فعال ودائم. يعد اختيار المفتاح الخاطئ أو الفشل في التخطيط الكامل للمتطلبات التشغيلية والبيئية خطأ مكلفًا - ولكن يمكن تجنبه من خلال التخطيط والتبصر.
