Описание коммутаторов

• SCALANCE XR-300 это модульные коммутаторы Industrial Ethernet для установки в 19“ стойки управления. Они отличаются высокой производительностью и позволяют формировать оптические линейные, звездообразные и кольцевые топологии сети со скоростью обмена данными 10/100/1000 Мбит/с.
• До 24 электрических и/или оптических портов Industrial Ethernet (10/100/1000 Мбит/с); 
  установка в один базовый блок до12 электрических и/или оптических 2-канальных конвертирующих модулей.
• Встроенный менеджер управления резервированием, способный выполнять скоростное реконфигурирование гигабитных сетей Ethernet (с коммутаторами SCALANCE X-300, SCALANCE X-400) и сетей Fast Ethernet (SCALANCE X-300 в кольце с коммутаторами SCALANCE X-200). Скоростное реконфигурирование дублированных кольцевых структур.
• Поддержка целого ряда IT стандартов (VLANs, IGMP Snooping/Querier, STP/RSTP, Link Aggregation, Quality of Service), позволяющая выполнять интеграцию промышленных сетей в существующие корпоративные сети.
• Поддержка стандартных процедур резервирования (Spanning Tree Protocol/Rapid Reconfiguration Spanning Tree Protocol/MRP), позволяющая выполнять резервированное подключение к офисным сетям.
• Дистанционная диагностика с использованием функциональных возможностей PROFINET, web браузера, CLI (Command Line Interface) или протокола SNMP.

• Неограниченная гибкость в расширении сети (например, при увеличении количества сетевых терминалов) или преобразовании каналов связи (например, сопряжение оптических и электрических каналов связи), обеспечиваемая применением модульных коммуникационных портов.
• Высокая надежность сетевого обмена данными, обеспечиваемая:
  • Использованием резервированных цепей питания.
  • Использованием резервированных сетевых структур с оптическими и электрическими каналами связи (встроенный менеджер резервирования, функции скоростного реконфигурирования обычных или дублированных кольцевых структур, STP/RSTP).
  • Сохранением параметров настройки и данных в съемном модуле памяти C-PLUG. Заменой прибора без повторного конфигурирования системы связи.
  • Очень быстрым реконфигурированием сети в случае повреждения каналов связи или отказа активных сетевых компонентов.
• Обеспечение надежных электрических соединений в сети Fast Ethernet за счет использования соединителей RJ45 промышленного исполнения с надежной фиксацией штекера в гнезде.
• Защита инвестиций. Интеграция в существующие системы управления сетью на основе стандартного SNMP доступа.
• Снижение времен проектирования, выполнения пуско-наладочных работ и простоя за счет использования широкого спектра функций пакета STEP 7.
• Работа с естественным охлаждением без использования вентиляторов.

Область применения

Коммутаторы SCALANCE XR-300 являются идеальными устройствами для интеграции промышленных сетей в существующие корпоративные сети. Они позволяют выполнять высокопроизводительный обмен данными между всеми уровнями управления предприятием, обладают высокой надежностью и мощными диагностическими возможностями. Модульная конструкция портов позволяет выполнять оптимальную адаптацию коммутатора к структуре предприятия, гибко использовать необходимый набор электрических и оптических каналов связи. Конструкция

Коммутаторы Industrial Ethernet серии SCALANCE XR-300 выпускаются в прочных металлических корпусах со степенью защиты IP30, ориентированных на установку в 19» стойки управления. Все приборы имеют версии с напряжением питания =24 В или ~230 В. Подключение кабелей питания и сетевых кабелей в различных версиях приборов может выполняться с фронтальной или тыльной стороны корпуса.

Каждый коммутатор оснащен:

• 4-полюсным терминальным блоком для подключения двух резервированных цепей питания =24 В или 3-полюсным терминальным блоком для подключения цепи питания ~230 В.
• 2-полюсным терминальным блоком для подключения внешней цепи сигнального контакта.
• Набором светодиодов индикации наличия напряжения питания, состояния системы связи, процессов обмена данными и состояния сигнального контакта.
• Кнопкой SELECT/SET для настройки условий срабатывания сигнального контакта.
• Слотом для установки опционального модуля памяти C-PLUG.

Типы используемых портов:

• 12 слотов для установки электрических или оптических конвертирующих модулей. Каждый конвертирующий модуль оснащен двумя коммуникационными портами. Оптические конвертирующие модули имеют модификации для подключения стеклянных оптических мульти- или одномодовых кабелей с соответствующими типами соединителей.
• Гнезда RJ45 промышленного исполнения для подключения IE FC TP кабелей Industrial Ethernet с штекерами FC RJ45 Plug 180.
• Все электрические интерфейсы Ethernet поддерживают скорости обмена данными 10/100/1000 Мбит/с, 
  все оптические интерфейсы Ethernet поддерживают скорость обмена данными 100 или 1000 Мбит/с.
• Коммутаторы SCALANCE XR-300 обеспечивают поддержку гигабитного Ethernet (1000 Мбит/с) на уровне всех портов. 24 порта коммутатора разделены на три группы по 8 портов в каждой (Gigabit Ethernet Blocking). Обмен данными со скоростью 1000 Мбит/с поддерживается внутри каждой группы, но не между группами.

Версии приборов

SCALANCE XR324-12M (12 конвертирующих модулей)

• До 24 коммуникационных портов для построения линейных, звездообразных и кольцевых структур Industrial Ethernet. Установка до 12 электрических и оптических конвертирующих модулей с двумя коммуникационными портами каждый.
• Звездообразный концентратор сети заводского уровня с поддержкой резервированных подключений.

SCALANCE XR324-4MEEC (4 конвертирующих модуля)

• Для построения линейных, звездообразных и кольцевых структур Industrial Ethernet. 16 встроенных электрических портов и до 8 коммуникационных портов, формируемых конвертирующими модулями.
• Звездообразный концентратор сети заводского уровня с поддержкой резервированных подключений.
• Ориентирован на применение на электростанциях и в распределительных устройствах.

SCALANCE XR324-4MPoE (4 конвертирующих модуля)

• Для построения линейных, звездообразных и кольцевых структур Industrial Ethernet. 16 встроенных электрических портов и до 8 коммуникационных портов, формируемых конвертирующими модулями.
• 8 электрических портов поддерживают технологию питания через Ethernet (PoE — Power over Ethernet).

• Встроенная система управления резервированием в кольцевых сетях Fast Ethernet и гигабитного Ethernet с поддержкой функций скоростного реконфигурирования сети. Встроенный менеджер резервирования (RM) коммутатора SCALANCE XR-300 выполняет непрерывный мониторинг каналов связи, способен распознавать повреждения каналов связи и отказы других коммутаторов в кольце и активировать резервные маршруты передачи данных за 0.2 с.
  В кольцах гигабитного Ethernet допускается использование коммутаторов SCALANCE X-300, XR-300 и X-400. В кольцевых сетях Fast Ethernet дополнительно могут использоваться коммутаторы серий SCALANCE X-200 и OSM/ESM.
• Резервированное подключение к офисным сетям 
  коммутаторы SCALANCE XR-300 обеспечивают поддержку стандартных процедур резервирования Spanning Tree Protocol (STP) и Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP). Это позволяет выполнять резервированное подключение подсетей к сети корпоративного уровня. Время реконфигурирования подобных сетевых структур может достигать нескольких секунд.
• Поддержка виртуальных сетей (VLAN) 
  в сетях Industrial Ethernet с быстро растущим количеством пользователей физически существующая сеть может быть разделена на несколько виртуальных сетей.
• Ограничение нагрузки при использовании широковещательных протоколов (например, видео) 
  на основе изучения источников и приемников широковещательных сообщений (IGMP Snooping, IGMP Querier) коммутаторы SCALANCE XR-300 способны фильтровать широковещательные телеграммы, снижая нагрузку на сеть.
• Синхронизация времени 
  диагностические сообщения (записи регистрационных таблиц, e-mail сообщения) снабжаются отметками даты и времени. Синхронизация времен сетевых станций выполняется с помощью приемника сигналов точного времени SICLOCK.
• Быстрая замена вышедшего из строя прибора за счет сохранения параметров настройки и данных в съемном модуле памяти C-PLUG.
• Соединение связанных потоков данных (IEEE 802.1q).
• Сервис (IEEE 802.1p) установки приоритетов для сетевого трафика.

Сетевые топологии и конфигурации

Коммутаторы Industrial Ethernet серии SCALANCE XR-300 позволяют адаптировать топологию сети к структуре предприятия.

Они позволяют использовать следующие сетевые структуры или их комбинации:

• Fast Ethernet со скоростным реконфигурированием сети; 
  для повышения надежности систем связи до 50 коммутаторов X-200, X-300, XR-300 или X-400 могут быть включены в кольцо Fast Ethernet протяженностью до 150 км. При повреждении каналов связи или отказе одного из коммутаторов SCALANCE X в кольце выполняется быстрое реконфигурирование маршрутов передачи данных. Коммутаторы SCALANCE XR-300 способны выполнять эти операции максимум за 0.2 с.
• Дублированные кольцевые структуры с быстрым реконфигурированием сети.
• Резервированное подключение кольцевой сети к корпоративной сети с поддержкой процедур RSTP.
• Звездообразная топология: 
  коммутатор SCALANCE XR-300 позволяет подключать до 24 сетевых узлов или подсетей через электрические или оптические каналы связи.

При формировании сетевых структур необходимо учитывать следующие граничные условия:

• Максимальное расстояние оптической линии связи между двумя соседними модулями не должно превышать:
  • 3000 м при использовании стеклянного оптического мультимодового кабеля и скорости обмена данными 100 Мбит/с;
  • 750 м при использовании стеклянного оптического мультимодового кабеля и скорости обмена данными 1000 Мбит/с;
  • 26000 м при использовании стеклянного оптического одномодового кабеля и скорости обмена данными 100 Мбит/с;
  • 10000 м при использовании стеклянного оптического одномодового кабеля и скорости обмена данными 1000 Мбит/с.
• Максимальная длина TP кабеля между двумя соседними коммутаторами SCALANCE X не должна превышать:
  • 100 м при использовании IE FC кабеля 2x2 и штекера IE FC RJ45 Plug 180 в сети со скоростью обмена данными 100 Мбит/с;
  • 100 м при использовании IE FC кабеля 4x2 (90 м), модульной розетки IE FC RJ45 и TP корда 4х2 (10 м) в сети со скоростью обмена данными 1000 Мбит/с
  • 10 м при использовании TP корда.

Настройка и диагностика

Настройки, выполняемые непосредственно на приборе:

• Менеджер резервирования RM 
  для работы в кольце коммутатор SCALANCE XR-300 переключается в режим to RM. Электрические и оптические гигабитные порты преимущественно используются для подключения к кольцу. Не кольцевые порты RM может использовать для подключения терминалов и сетей. При использовании стандартных процедур MRP сети PROFINET режим RM настраивается автоматически.
• Сигнальная маска 
  сигнальная маска для контроля состояний коммутатора SCALANCE XR-300 настраивается с помощью встроенной в прибор кнопкой. Сигнальная маска определяет коммуникационные порты и цепи питания, подвергаемые непрерывному мониторингу. Сигнальный контакт срабатывает при появлении отклонений от состояний, заданных сигнальной маской.
• IP адреса; 
  IP адреса задаются через DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). Если DHCP сервер недоступен, то IP адреса могут быть заданы с помощью инструментальных средств, включенных в комплект поставки коммутатора.

Диагностика на локальном уровне:

• Диагностические светодиоды индикации:
  • Состояний портов
  • Режима работы порта (10/100/1000 Мбит/с, дуплексный/ полудуплексный режим)
  • Наличия напряжения питания на двух входах
  • Состояния сигнального контакта
  • Сигнальной маски
  • Работы в режиме RM
  • Режима резервирования
• Сигнальный контакт, который может подключаться к дискретному входу контроллера или другого сетевого компонента (например, коммутатора SCALANCE X414-3E).
• Мониторинг через Industrial Ethernet:
  • Дистанционный мониторинг с использованием стандартного Web браузера (Web-управление): 
    выбор коммутаторов SCALANCE XR-300 с компьютера, оснащенного Web браузером
  • Дистанционный мониторинг с использованием протокола SNMP V1, V2c, V3: 
    безопасное подключение коммутаторов SCALANCE XR-300 через сеть к системе управления сетью верхнего уровня
  • Дистанционно через PROFINET IO: 
    диагностические PROFINET сообщения коммутатора SCALANCE X-300 могут быть отображены соответствующими инструментальными средствами проектирования SIMATIC и обрабатываться контроллером. Поддержка единой концепции технической диагностики компонентов SIMATIC, существенно упрощающая разработку программ контроллеров и проектов систем и приборов человеко-машинного интерфейса.

Управление сетью

Для управления сетью может использоваться следующий набор функций:

• 2-уровневая парольная защита для администратора (запись и чтение авторизаций) и пользователей (только чтение).
• Считывание версии и статусной информации.
• Установка сигнальной маски, маски включения резерва и адресов.
• Фиксированная настройка портов (скорость обмена данными, дуплексный/ полудуплексный режим).
• Установка параметров STP/ RSTP.
• Установка параметров Web управления.
• Защита данных:
  • Подключение и отключение портов.
  • Контроль доступа к портам по IEEE 802.1x.
  • Идентификация по IEEE 802.1x (в подготовке).
  • Список контроля доступа (ACL — Access Control List) (в подготовке).
• Вывод статусной информации.
• Диагностика трафика данных с использованием настраиваемого «зеркального» порта и коммерческого сетевого анализатора.
• Загрузка новых версий операционной системы через сеть с использованием FTP сервера.
• Сохранение параметров настройки в регистрационной таблице TFTP сервера с передачей данных через сеть.

При обнаружении отказов в сети коммутатор SCALANCE XR-300 способен посылать аварийные сообщения (traps) в систему управления сетью или передавать e-mail сообщения по адресам, заранее заданным системным администратором сети.