Βιομηχανικά PoE Switches

Περίπου 300 χρόνια μετά τη βιομηχανική επανάσταση, μία άλλη βιομηχανική τάση έχει κάνει την εμφάνιση της τα τελευταία χρόνια, φέρνοντας σαρωτικές αλλαγές. Ο λόγος για τη βιομηχανία 4.0-industry 4.0, όπου οι συνδεδεμένες συσκευές στο βιομηχανικό διαδίκτυο των πραγμάτων «IIoT» και τα…

Περίπου 300 χρόνια μετά τη βιομηχανική επανάσταση, μία άλλη βιομηχανική τάση έχει κάνει την εμφάνιση της τα τελευταία χρόνια, φέρνοντας  σαρωτικές αλλαγές. Ο λόγος για τη βιομηχανία 4.0-industry 4.0, όπου οι συνδεδεμένες συσκευές στο βιομηχανικό διαδίκτυο των πραγμάτων «IIoT» και τα δεδομένα που παράγουν, βοηθούν τα εργοστάσια να γίνουν πιο έξυπνα και πιο αυτοματοποιημένα, επιτρέποντας στους χειριστές να επιτύχουν μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα και να προστατεύσουν καλύτερα τους εργαζομένους τους.

Επιμέλεια Αποστολόπουλος Παναγιώτης

Το Industry 4.0 ή αλλιώς η 4η βιομηχανική επανάσταση, είναι στην ουσία η τρέχουσα τάση της αυτοματοποίησης και της ανταλλαγής δεδομένων στις τεχνολογίες παραγωγής. Δημιουργεί αυτό που ονομάστηκε “έξυπνο εργοστάσιο”, περιλαμβάνοντας τα κυβερνο-φυσικά συστήματα, το διαδίκτυο των πραγμάτων (IoT), το cloud computing και τον υπολογιστικό υπολογισμό. Τα κυβερνο-φυσικά συστήματα παρακολουθούν τις φυσικές διαδικασίες, δημιουργούν ένα εικονικό αντίγραφο του φυσικού κόσμου και μέσω του διαδικτύου των πραγμάτων, επικοινωνούν και συνεργάζονται με τους ανθρώπους σε πραγματικό χρόνο.

Η νέα παγκόσμια τάση θα απαιτήσει προηγμένο hardware και τα Industrial PoE switches θα αποτελέσουν τη βασική κατηγορία συσκευών που θα κληθούν να παίξουν καίριο ρόλο στη νέα κατάσταση που διαμορφώνεται. Σε τι διαφέρουν όμως από τα κοινά switch που συναντάμε στην αγορά;

Τα νέα προηγμένα βιομηχανικά switches είναι ειδικά σχεδιασμένα για να υποστηρίξουν τις απαιτήσεις και τις εφαρμογές της 4ης βιομηχανικής επανάστασης. Είναι εύχρηστα, ανθεκτικά και πιστοποιημένα για την αξιοπιστία τους, ακόμα και στις πιο ακραίες συνθήκες, καθώς και σε εφαρμογές βιομηχανικού αυτοματισμού, έξυπνων πόλεων, ευφυών συστημάτων μεταφοράς κ.ά. Σε αντίθεση με τα εμπορικά PoE switches, που τα συναντάμε κυρίως σε γραφεία και άλλους εσωτερικούς χώρους, τα βιομηχανικά PoE switches (όπως υποδηλώνει το όνομά τους), είναι ιδανικά για τοποθέτηση σε «σκληρά» περιβάλλοντα και άρα ανθεκτικά σε σκόνη, υγρασία, πολύ υψηλές/ χαμηλές θερμοκρασίες κ.λπ. Ας δούμε αναλυτικότερα μερικά από τα κύρια χαρακτηριστικά των εν λόγω switches.

Χαρακτηριστικά

Τα βιομηχανικά PoE switch έρχονται με ένα σύνολο χαρακτηριστικών που τους επιτρέπει να αντέχουν σε ακραία καιρικά φαινόμενα και συνθήκες. Για να ξεπεράσουν αυτές τις προκλήσεις, οι συσκευές αυτές αντέχουν σε θερμοκρασίες μεταξύ -10° και +65°C, ενώ υπάρχουν και μοντέλα που αντέχουν ακόμα και σε θερμοκρασίες μεταξύ -40°C και + 75°C! Ακόμα, είναι πιστοποιημένα με τις πιο αυστηρές προδιαγραφές για να αντέχουν, σε δονήσεις, κραδασμούς και πτώσεις, διατηρώντας το δίκτυο σταθερό, ελαχιστοποιώντας παράλληλα το downtime. Επιπρόσθετα, οι συσκευές αυτές θα πρέπει να έρχονται χωρίς ανεμιστήρα για να λειτουργούν καλύτερα σε περιβάλλοντα με σκόνη και να έχουν din-rail λειτουργικότητα για εύκολη τοποθέτηση.

Επίσης, στην αγορά θα συναντήσουμε και εξειδικευμένα βιομηχανικά PoE switch που μπορούν να λειτουργήσουν σε εγκαταστάσεις, οπού ο κίνδυνος πυρκαγιάς ή έκρηξης είναι μεγάλος. Ενδεικτικές εγκαταστάσεις που είναι πιθανόν να προκύψουν σχετικοί κίνδυνοι είναι οι βιομηχανίες πετρελαίου και φυσικού αερίου, οι χημικές βιομηχανίες κ.λπ. Αυτό σημαίνει ότι ο εξοπλισμός που θα τοποθετηθεί δεν πρέπει να παράγει σπινθήρα και θα πρέπει να τοποθετείται μέσα σε ειδικό περίβλημα που θα αποτρέψει το ενδεχόμενο έκρηξης. Μεταξύ άλλων οι συσκευές θα πρέπει να διαθέτουν και επιπρόσθετα χαρακτηριστικά, όπως προειδοποίηση προϋπολογισμού ισχύος, για να διασφαλίσουμε ότι το switch λειτουργεί σωστά, ανίχνευση κατάστασης PD, για να προσδιορίσουμε αυτόματα ποια ταξινόμηση ισχύος (802.af/at/bt) χρειάζεται η πηγή ισχύος PD, PoE Schedule, για να ενεργοποιήσουμε το PoE σε συγκεκριμένες περιόδους, προστασία failover κ.ά. Μπορούν να επιβιώσουν ακόμα και σε περιβάλλοντα υψηλών εκπομπών ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.

Για να αποδειχθεί βέβαια ότι τα βιομηχανικά PoE switch είναι κατάλληλα για αυτές τις εφαρμογές, θα πρέπει να διαθέτουν και τις ανάλογες πιστοποιήσεις. Μερικές από τις γνωστές πιστοποιήσεις που θα συναντήσουμε στις εν λόγω συσκευές είναι η IEC 61850-3, που καθορίζει τις γενικές απαιτήσεις, το σχεδιασμό και τις περιβαλλοντικές συνθήκες, η EN 50155 που καλύπτει πτυχές του ηλεκτρονικού εξοπλισμού, όπως η θερμοκρασία, η υγρασία, οι κραδασμοί, κ.λπ., και η EN 50121-4.

Σύγκριση με τα εμπορικά Switch

Όπως αναφέραμε και παραπάνω, τα βιομηχανικά switch έρχονται με πληθώρα προδιαγραφών για να αντέχουν σε ακραίες θερμοκρασίες, κραδασμούς και δονήσεις. Τα industrial switches λειτουργούν απροβλημάτιστα σε θερμοκρασίες μεταξύ -40°C και 75°C, την ώρα που τα εμπορικά Ethernet switches  αντέχουν σε θερμοκρασίες από 0 έως 40°C. Μία ακόμα διαφορά σημειώνεται στη τροφοδοσία. Πιο συγκεκριμένα οι βιομηχανικές συσκευές παρέχουν τη δυνατότητα σύνδεσης δυο τροφοδοτικών (εφεδρική και τροφοδοσία), ενώ τα εμπορικά βασίζονται σε μία. Ακόμα, τα βιομηχανικά PoE switch χρησιμοποιούν γενικά ένα περίβλημα χωρίς ανεμιστήρα για απαγωγή θερμότητας, ενώ τα εμπορικά όχι. Τέλος, οι εμπορικοί διακόπτες PoE συνήθως τοποθετούνται σε racks, κάτι που δεν ισχύει για τις βιομηχανικού τύπου συσκευές. Συνήθως τα industrial PoE switch έχουν σχεδιαστεί για τοποθέτηση σε ράγα DIN, αυξάνοντας με αυτό τον τρόπο τον διαθέσιμο χώρο.

Ασφάλεια

Όντας δικτυακές συσκευές, τα industrial PoE switches υπόκεινται στις ίδιες απειλές στον κυβερνοχώρο με οποιονδήποτε άλλο εξοπλισμό που συνδέεται στο internet. Έτσι, οποιαδήποτε παραβίαση ασφαλείας μπορεί να επιβαρύνει σημαντικά τον τελικό χρήστη. Ευτυχώς, υπάρχουν πολλά πρωτόκολλα που μπορούν να αυξήσουν την ασφάλεια. Μερικά από αυτά είναι:

EEE 802.1X: Παρέχει ένα μηχανισμό ελέγχου ταυτότητας σε συσκευές που επιθυμούν να συνδεθούν σε LAN ή WLAN.

RADIUS: Η υπηρεσία απομακρυσμένου ελέγχου ταυτότητας χρήστη (Remote Authentication Dial-In User Service) είναι ένα πρωτόκολλο δικτύωσης, που λειτουργεί στη θύρα 1812 και παρέχει κεντρική διαχείριση ελέγχου ταυτότητας και εξουσιοδότησης για χρήστες που συνδέονται και χρησιμοποιούν μια υπηρεσία δικτύου.

TACACS +: Το Terminal Access Controller Access-Control System Plus μπορεί να κρυπτογραφήσει το πλήρες περιεχόμενο κάθε πακέτου.

SSL: Το SSL (Secure Sockets Layer) είναι η τυπική τεχνολογία για τη διατήρηση ασφαλούς σύνδεσης στο Διαδίκτυο και την προστασία τυχόν ευαίσθητων δεδομένων που αποστέλλονται μεταξύ δύο συστημάτων.

SSH: Το Secure Shell είναι ένα πακέτο λογισμικού που επιτρέπει την ασφαλή μεταφορά αρχείων. Χρησιμοποιείται σχεδόν σε κάθε κέντρο δεδομένων και σε κάθε μεγάλη επιχείρηση.

Τι επιλέγουμε σε μία εγκατάσταση;

Αυτήν τη στιγμή, υπάρχουν διαφορετικά πρότυπα PoE που καθορίζουν τη μέγιστη ισχύ που παρέχεται σε κάθε θύρα. Υπάρχει το γνωστό PoE που παρέχει τροφοδοσία 15,4W σε κάθε θύρα, το PoE+, που παρέχει 30W ανά θύρα και το PoE++ Τύπου 3 και 4, που τροφοδοτεί με 60W και 90W, αντίστοιχα. Το σωστό βιομηχανικό PoE switch, λοιπόν, πρέπει να επιλεγεί έχοντας υπόψη τις απαιτήσεις ισχύος της εκάστοτε εγκατάστασης.

Για παράδειγμα, εάν σκοπεύουμε να συνδέσουμε πολλές IP κάμερες στο δίκτυο, θα πρέπει πιθανώς να χρησιμοποιήσουμε ένα που να υποστηρίζει 15,4 Watt σε κάθε κανάλι/θύρα. Είναι σημαντικό να βεβαιωθούμε ότι ο προϋπολογισμός ισχύος του διακόπτη υποστηρίζει την ίδια ισχύ σε όλες τις θύρες. Εάν πρέπει να παρέχουμε ισχύ σε συσκευές με αναγνώριση προσώπου ή μέτρησης θερμοκρασίας ανθρωπίνου σώματος τότε μπορεί να χρειαστούμε ένα switch που μπορεί να παρέχει 40 Watt σε κάθε συσκευή. Με άλλα λόγια, πριν αγοράσουμε οποιοδήποτε switch, κάνουμε μια διεξοδική μελέτη και υπολογισμό γύρω από τις συσκευές που θα χρησιμοποιηθούν σε μία εγκατάσταση. Επίσης, θα πρέπει να εκτιμήσουμε το εύρος ζώνης δικτύου που απαιτείται για κάθε συσκευή. Στη συνέχεια, θα πρέπει να υπολογίσουμε τις συνολικές ανάγκες εύρους ζώνης δικτύου για κάθε βιομηχανικό PoE switch.

Στα κλειστά κυκλώματα τηλεόρασης, χρειαζόμαστε PoE switches με θύρες 60W; Η απάντηση εξαρτάται πραγματικά από την εγκατάσταση και τις κάμερες που θα χρησιμοποιηθούν. Τα PoE++ switches που παρέχουν 60W ανά θύρα επιτρέπουν μεγαλύτερη ευελιξία και μπορούν να υποστηρίξουν ένα ευρύτερο φάσμα καμερών παρακολούθησης.

Το switch επιλέγεται με βάση τον τύπο της IP κάμερας. Οι περισσότερες σταθερές IP κάμερες απαιτούν λιγότερο από 15,4 Watt. Οι PTZ κάμερες απαιτούν συνήθως περισσότερη ισχύ, επομένως ίσως χρειαστεί να χρησιμοποιήσετε μία συσκευή που θα προσφέρει 60 Watt ανά θύρα. Οι νέες κάμερες γίνονται ακόμα πιο έξυπνες, προσφέροντας πληθώρα δυνατοτήτων, όπως νυχτερινή παρακολούθηση, λειτουργία PTZ, αναγνώριση προσώπου με αποτέλεσμα να χρειαζόμαστε ολοένα και περισσότερη ισχύ από κάθε θύρα.

Η κατανάλωση PoE εξαρτάται από τις συνδεδεμένες συσκευές. Μερικοί εξακολουθούν να χρησιμοποιούν 15,4W ή 30W, ωστόσο ένα switch πρέπει να μπορεί να τροφοδοτεί 60W ή 95W σε ορισμένες θύρες.

{gallery}9527{/gallery}