如何选择工业以太网交换机？

现在市面上有许多品牌的工业以太网交换机，并且类型也相当复杂。在选择交换机的时候，需要考虑多个因素，比如工作环境、是否需要冗余配置、是否需要网管功能、是否需要非网管功能、以及未来的维护和扩展性等。通常情况下，当选择工业以太网交换机时，必须综合考虑到可靠性、实时性、安全性以及兼容性等方面。

1.可靠性

在工业现场的环境中，可靠性无疑是最关键的因素。

在考虑时需要注意以下因素：设备硬件在工作环境下的耐受力，例如工作温度范围、电磁兼容性（EMC）、安装方式和供电方式等。工业以太网设备与商用以太网设备不同，通常采用更适合现场机柜安装的紧凑设计和导轨安装方式。为了防止设备损坏由于旋转部件故障带来的影响，还应该选择无风扇设计的硬件设备。在产品参数描述中，需要详细说明工作温度范围和电磁兼容性的相关信息。须同时提供对应的准入标准验证文件。

在选择可靠稳定的硬件之后，我们还需要关注交换机所提供的各种冗余方式和快速故障诊断与恢复功能。

2.实时性

系统所能承受的响应时间和抖动范围，因应用环境而异。在自动化网络中，每次数据帧从一台设备转发到另一台设备时，都会有一定的延迟。因此，在选择工业以太网交换机时，首要考虑的是交换机在数据帧转发过程中的端口时延。

在标准工厂自动化控制系统中，系统可以容忍的响应时间最长为10毫秒。为了控制数据帧从系统顶部到底部的累积时延，选择交换机时，需注意交换机端口时延不得超过10微秒。

3.兼容性

工业以太网交换机和其他工业以太网的部件都需要支持标准的TCP/IP协议进行通信。在任何情况下，工业以太网设备和商用以太网设备之间都不应该出现不兼容的问题。在应对不同的工业现场总线解决方案时，工业以太网设备必须具备与之兼容的相应能力。目前，不同制造商的工业交换机组件环网协议存在差异。出于扩展和兼容性方面的考虑，建议用户选择具备MRP介质冗余环协议的设备，以便为未来的网络扩展工作打下坚实的基础。这份协议的目的是标准化环网协议，使得不同品牌的设备可以连接在一起形成环网。

4.安全性

由于以太网具有开放性，在建立自动化网络时，我们必须考虑到网络安全的因素。在选择设备时，用户应该选择具备VLAN功能的交换机，以便更好地划分网络功能。利用VLAN划分，我们能够根据功能来对网络中的设备进行分组隔离，以免遭受人为恶意破坏或误操作的影响。用户可以利用交换机的802.1x功能来对需要接入网络的设备进行授权验证，以区分合法用户和非法用户。

5.其他

在选择工业以太网交换机时，除了考虑实际应用的需求之外，还应注意其他一些常用的功能。举个例子，比如说，这包括用于区分不同业务数据优先级的QoS优先级队列，或者便于进行网络故障诊断的端口镜像功能。然而，需要注意的是，并非所有有多功能的交换机都适用于每个应用环境。例如，像路由功能这样的功能，通常会破坏数据传输的优先级标签和实时性。使用大量的三层交换机在控制层甚至现场层会导致高额的成本，同时也削弱了工业以太网的应用特性。为了避免浪费，用户应根据自己的需求选择合适的设备功能并进行购买。

在实际操作层面，工业交换机只需要提供端口连接功能即可，没有必要使用复杂功能的网络设备。在控制层，通常需要选择支持环网功能的网管型交换机来搭建冗余环网，以提供有效的诊断方式。为了实现各个控制单元之间的连接，可以使用增强型网管交换机来提供冗余连接，并进行VLAN划分。只有在需要连接信息层网络时，才应该使用功能复杂的三层交换机设备。