5 bước lựa chọn Switch Ethernet công nghiệp

Ethernet ngày càng trở nên phổ biến trong công nghiệp bởi tính ưu việt của nó. Tốc độ cao, chuẩn hóa, cấu hình đơn giản và tích hợp toàn diện giữa lớp điều khiển và lớp thông tin trong toàn hệ thống là những ưu điểm của Ethernet mà các loại mạng công nghiệp trước đó khó có thể so sánh được. Do đó, Ethernet đang dần thay thế các chuẩn mạng công nghiệp khác trong các nhà máy hiện đại ngày nay.
Trong Ethernet, một trong các thiết bị phổ biến và quan trọng nhất chính là Switch. Các sản phẩm Switch trên thị trường rất đa dạng và do đó khiển không ít người bối rối khi lựa chọn Switch cho hệ thống điều khiển của mình. Bài viết này sẽ chia sẻ 5 bước đơn giản để lựa chọn Switch Ethernet công nghiệp


1- Tiêu chuẩn về môi trường công nghiệp

Switch được lựa chọn phải phù hợp với môi trường mà nó sẽ được lắp đặt trong nhà máy. Trong tài liệu kĩ thuật của Switch công nghiệp thường mô tả kĩ các thông số kĩ thuật về môi trường mà Switch có thể đáp ứng như nhiệt độ, độ ẩm, sốc, rung và nhiễu điện từ. Các thông số này sẽ ảnh hưởng đến độ bền và tuổi thọ của Switch. Khác với các thiết bị văn phòng hay dân dụng, các thiết bị điều khiển tự động trong công nghiệp thường yêu cầu phải hoạt động trong khoảng 10 – 15 năm với cường độ cao do đó yếu tố môi trường làm việc của Switch là rất quan trọng.
Ngoài ra, nguồn điện cho Switch cũng rất quan trọng. Các Switch công nghiệp cần có 2 đầu vào cấp nguồn độc lập để đảm bảo không bị gián đoạn kết nối khi nguồn điện bị sự cố. Bên cạnh đó, các tính năng như có thẻ nhớ SD để sao lưu cấu hình, khôi phục cấu hình cũ khi thay Switch mới… cũng cần được cân nhắc.
2- Vai trò của Switch trong mạng

Cần xác định Switch định mua sẽ lắp đặt ở đâu và đóng vai trò gì trong kiến trúc mạng của bạn. Trong mạng Ethernet thông dụng, sẽ có các loại Switch sau (trong mỗi loại cũng sẽ chia nhỏ hơn nữa, tùy vào nhu cầu cụ thể bạn có thể tìm hiểu lựa chọn).
Backbone Switch: Các Switch này sẽ phải chuyển tải thông tin với băng thông rất lớn (thông thường là 10G) giữa các khu vực xa (nhà máy – nhà máy). Switch này thường nằm ở lớp thông tin phía trên và do IT quyết định.
Distribution Switch: Switch này sẽ là lớp kế tiếp, nhằm mục đích chia nhỏ mạng thành nhiều khu vực khác nhau (ví dụ trong một nhà máy chi thành nhiều khu vực, nhiều xưởng….) nhằm tăng cường hiệu quả quản lý, bảo mật. Ở đây sẽ có các nhu cầu như VLAN, VLAN Trunking, định tuyến, bảo mật…. Các Swich này sẽ kết nối đến Backbone với đường truyền 1G và đến Edge Switch với đường truyền 1G hoặc 100M. Switch ở đây có thể lựa chọn là Switch Layer 3 hoặc Router.
Edge Switch: Các Switch thông dụng và thường thấy nhất là loại này (ví dụ như một vài PLC kết nối đến 1 Edge Switch trong tủ điện). Các thiết bị mạng đầu cuối (PLC, HMI, Remote IO…) sẽ nối đến Edge Switch. Edge Switch sẽ kết nối đến Switch layer 3 ở lớp trên.
3- Tốc độ

Hầu hết các Switch bây giờ đều hỗ trợ 100M và 1G hoặc đến 10G. Tuy nhiên giá cả cũng sẽ theo đó mà khác nhau. Khi xác định rõ vai trò của Switch, bạn sẽ biết mình cần tốc độ nào và ở đâu. Thông thường các Edge Switch thì tốc độ 100M là đủ. Nhưng khi nối nhiều Edge Switch và kết nối đến Switch lớp Distribution thì cần tốc độ 1G. Việc thiết kế kiến trúc mạng cũng rất quan trọng để tránh những nút cổ chai.
4- Managed hay Unmanaged

Unmanaged Switch thường thấy ở các Edge Switch. Ưu điểm là giá rẻ hơn nhiều so với Managed Switch có cùng số cổng. Tuy nhiên hạn chế của nó là khả năng cho phép cấu hình, giám sát trạng thái từ xa và khắc phục sự cố khi mạng xảy ra lỗi. Unmanaged Switch chỉ nên sử dụng cho các máy đơn lẻ không kết nối đến các Switch khác hoặc nối nhiều Unmanaged Switch thành một mạng… Trong mọi trường hợp, Managed Switch là lựa chọn tối ưu về mặt kĩ thuật.
5- Cáp và Connector

Cáp và Connector đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng tín hiệu trên đường truyền. Do đó, việc lựa chọn đúng Cáp và Connector là rất quan trọng (nhưng thường bị xem nhẹ).
Xem thêm bài:

Các tính năng khác của Switch

Với 5 bước cơ bản trên đủ để lựa chọn được Switch đúng yêu cầu. Ngoài ra, còn thêm những tính năng khác cũng ảnh hưởng đến hệ thống mạng khi sử dụng và cần lưu ý:

• Power over Ethernet (PoE): Một số thiết bị yêu cầu tính năng này ví dụ như các Accesspoint đặt ngoài trời, yêu cầu cấp nguồn qua cổng Ethernet thay vì sử dụng nguồn riêng. Do đó nếu trọng các thiết bị mạng có yêu cầu này bạn phải lựa chọn Switch có hỗ trợ PoE
• Redundancy: Trong một số hệ thống yêu cầu dự phòng sự cố mạng, yêu cầu phải sử dụng Switch có hỗ trợ Redundancy.
• Bảo mật
• IEEE-1588/Precision Time Protocol

Giáp Văn Vỹ