Jak zarządzać siecią?

Wspomniana kompatybilność wsteczna Ethernetu ma jeszcze jedną zaletę – sieć nie wymaga praktycznie jakiejkolwiek konfiguracji, a jednocześnie pozwala na wprowadzanie zaawansowanych ustawień. Urządzenia same rozpoznają, z jaką maksymalną prędkością mogą wymieniać dane i takie parametry mogą wybierać automatycznie.
Podobne ułatwienia zostały wprowadzone także w sferze konfiguracji urządzeń sieciowych, tak aby mogły być wzajemnie, jednoznacznie rozpoznawalne. Różne implementacje Tam, gdzie parametrem krytycznym jest niezawodność urządzeń i ciągłość produkcji, klienci przemysłowi wybierają dedykowane rozwiązania przemysłowe renomowanych producentów. Zwracają oni przede wszystkim uwagę na jakość urządzeń, markę i rodzaj wdrożonych instalacji.
Równie ważnymi kryteriami doboru są zaimplementowane funkcje redundancji, możliwość zarządzania i łatwej diagnostyki lub monitorowania stanów przedawaryjnych, oraz okres gwarancji, serwis i parametr MTBF podawany w tys. godzin bezprzerwowej pracy. Kryteria te spełniają tylko urządzenia o parametrach przemysłowych.
Dla tak wymagających klientów, cena urządzeń jest parametrem drugorzędnym, toteż rozwiązania najtańsze nie zawsze zyskują ich aprobaty. Tymczasem tzw. klienci budżetowi w pierwszej kolejności zwracają uwagę na cenę ale po kolejnych awariach wykazują oni coraz większe zainteresowanie droższymi rozwiązaniami. Dzieje się tak, gdyż często kilkusekundowa awaria może spowodować konieczność kilkugodzinnego rozruchu procesu.
W jaki sposób najczęściej rozwiązywane są problemy związane z bezpieczeństwem przemysłowej sieci ethernetowej?
Temat bezpieczeństwa sieci można podzielić na dwie podstawowe kwestie. Pierwsza dotyczy niezawodności urządzeń i transmisji. Od urządzeń tworzących przemysłową sieć Ethernet wymaga się zupełnie innych cech zapewniających bezpieczeństwo niż od typowych urządzeń biurowych.
Muszą one sprostać pracy w środowisku skrajnie niekorzystnym dla elektroniki. Począwszy od ekstremalnych warunków klimatycznych, po narażenia na pola elektromagnetyczne generowane przez silniki, transformatory itp. Zaletami rozwiązań przemysłowych są m.in. wysoki stopień IP oraz brak części mechanicznych. Najczęściej są chłodzone konwekcyjnie.
Dodatkowymi parametrami zwiększającymi ciągłość transmisji są funkcje redundancji takie jak dublowanie zasilania, nadmiarowość połączeń pomiędzy urządzeniami lub dublowanie całych systemów sieciowych. Przykładem mogą być podwójne pierścienie redundancyjne. Ważnym elementem jest odpowiednie oprogramowanie diagnostyczne.
Druga kwestia dotyczy bezpieczeństwa danych. Jest ono równie ważne jak niezawodność sieci. W dużym przedsiębiorstwie dba o to personel IT, odpowiednio chroniąc styk sieci automatyki z siecią biurową przed tzw. wyciekaniem danych. W instalacjach autonomicznych, do których przez internet mają dostęp upoważnione osoby, należy stosować przemysłowe routery z odpowiednio skonfigurowaną polityką uwierzytelniania użytkowników.
Dostęp do sieci przez taki router umożliwia modem analogowy, ISDN lub GSM. Istotnym czynnikiem podnoszącym bezpieczeństwo jest firewall, najczęściej zintegrowany z routerem. Jeśli w sieci pracują urządzenia bezprzewodowe np. w standardzie WiFi, odpowiednia konfiguracja zabezpieczeń jest niezbędna aby dany nie wydostawały się na zewnątrz zakładu. Innym rodzajem zagrożeń dla bezpieczeństwa danych są użytkownicy i pracownicy danego przedsiębiorstwa.
Jak wybrać odpowiednie okablowanie?

Ethernet to także różne, choć kompatybilne ze sobą media komunikacyjne. Wymiana informacji w sieci może odbywać się zarówno przez łącza miedziane, takie jak skrętka ekranowana lub nieekranowana, jak również poprzez światłowody – plastikowe i szklane, w tym jedno- lub wielomodowe.
Znacznie częściej stosowane są łącza miedziane, z racji swej niższej ceny i prostszej instalacji, ale w przypadku, gdy dystanse pomiędzy kolejnymi urządzeniami są zbyt duże – tj. ponad 100m, konieczne jest częściowe skorzystanie ze światłowodów.
Światłowody będą także zalecane w tych miejscach, w których zaburzenia elektromagnetyczne są bardzo duże i mogą wpływać na jakość komunikacji poprzez łącza miedziane. W chwili obecnej zdołano zredukować do minimum trudności związane z instalacją i terminacją światłowodów. W sprzedaży dostępne są nawet gotowe łącza o określonych długościach, które ograniczają rolę instalatora jedynie do umieszczenia końcówek kabli w odpowiednich gniazdkach.
Wybór okablowania wiąże się ze znajomością kilku oznaczeń. I tak sieć 100-BaseTX to 100-megabitowa sieć oparta na skrętce (T od Twisted Pair), natomiast 100-BaseFX, to sieć światłowodowa (F od Fiber). Kable miedziane przypisywane są do różnych kategorii na podstawie maksymalnych prędkości transmisji, które umożliwiają.
Związane jest to ze stopniem ekranowania, jak i z liczbą przewodów znajdujących się wewnątrz płaszcza kabla oraz sposobem ich wzajemnego skręcenia. W przemyśle stosowane są najczęściej ekranowane łącza kategorii 5, nazywane w skrócie STP (Shielded Twisted Pair), które złożone są z dwóch par skrętek. Warto jednak zastosować ich odpowiedniki należące do kategorii 5e, które mają już 4 skręcone pary i dzięki postępowi technologicznemu w układach nadawczo-odbiorczych, są obecnie wystarczającym medium do transmisji gigabitowej.
Dostępne są one także w wersji nieekranowanej – UTP (Unshielded Twisted Pair), jak i ekranowanej folią – FTP (Foiled Twisted Pair). W razie konieczności można zastosować kable kategorii 6, które pozwalają na transfer z prędkością do 10Gbps, ale są znacznie droższe. Niemniej okablowanie przeznaczone do szybszych transferów raczej nie będzie konieczne w instalacjach przemysłowych poza liniami łączącymi odległe od siebie ośrodki, pomiędzy którymi zachodzi intensywna wymiana danych lub też w ramach tworzenia sieci szkieletowej. Związane jest to nie tylko z kosztem bardziej wydajnych instalacji, ale i większymi średnicami kabli, które są mniej podatne na wyginanie i mogą stanowić utrudnienie podczas ich układania.
Sprawa kabli światłowodowych jest nieco mniej skomplikowana. Dostępne są Nasi klienci to przede wszystkim duże firmy integratorskie działające na rynku automatyki przemysłowej. Bardzo istotne dla nich jest niezawodne działanie urządzeń, stąd sprzedajemy dużo przełączników ethernetowych z portami światłowodowymi. Często są to jednocześnie przełączniki zarządzalne pozwalające na monitorowanie stanu transmisji w sieci.
Kable miedziane są stosowane głównie do bardzo krótkich połączeń pomiędzy urządzeniami automatyki a portami przełącznika, o ile znajdują się one wewnątrz wspólnej szafy. W przypadku eksploatacji przełączników w najbardziej niekorzystnych warunkach środowiskowych oferujemy przełączniki z portami miedzianymi i światłowodowymi, o stopniu ochrony IP68.
Czy klienci wykazują zainteresowanie gigabitowym Ethernetem przemysłowym?
Gigabit Ethernet ma swoje miejsce w aplikacjach przemysłowych. Już kilka lat temu oferowane były przełączniki w wykonaniu przemysłowym z portami Gigabit Ethernet. Były to jednak duże, swobodnie konfigurowalne switche szkieletowe, które pełniły rolę centralnych przełączników łączących kilka sieci automatyki z siecią ogólnozakładową.
Często wykorzystywaną funkcjonalnością był routing. W zależności od potrzeb użytkownika były one wyposażane w moduły z portami gigabitowymi miedzianymi lub światłowodowymi. Ze względu na swój stosunkowo wysoki koszt rzadko stosowano je na poziomie sieci sterujących - łączących urządzenia automatyki kontrolujące pojedynczy proces.
Także urządzenia automatyki nie były wyposażane w porty gigabitowe. Nie było takiej potrzeby, szczególnie, że ilość przesyłanych danych pomiędzy urządzeniami była niewielka. Wraz ze znacznym obniżeniem cen tych portów zaczęły pojawiać się rozwiązania przemysłowe przełączników przeznaczone do sieci sterujących, wyposażone w dwa lub nawet więcej portów gigabitowych.
Dzisiaj nawet w grupie najtańszych przełączników dostępne są wykonania z portami gigabitowymi. Gwarantują one wystarczające pasmo do transmisji wszystkich rodzajów danych bez konieczności nadawania im priorytetów. Sądzę, że w ciągu najbliższych kilku lat przełączniki z portami GE będą stanowiły dominującą grupę przełączników przemysłowych.