04. November 2021

Redundant, stabil & kostengünstig: Industrial-Ethernet-Switches von WAGO

Das Industrial-Ethernet hat sich aus den Ethernet-Standards weiterentwickelt und wurde speziell um die Anforderungen im industriellen Produktionsbereich erweitert. Basierend auf internationalen Standards wie IEEE802.3 und ISO/IEC 11801 wird somit nicht mehr nur eine Datenübertragung zwischen Computern erreicht, sondern auch zwischen Geräten, die zur Steuerung und Überwachung von Produktionsprozessen eingesetzt werden.

Hierfür werden speziell entwickelte Industrial-Ethernet-Protokolle angewendet wie PROFINET, EtherCAT, Powerlink, Modbus TCP oder CC-Link IE. Als Übertragungsmedien dienen Glasfaser, CAT-x, Kupfer-Doppeladern oder Funk. Dabei kommt der Übertragung von Daten in Echtzeit (Echtzeit-Ethernet) eine besondere Bedeutung zu. Da jede Datenverzögerung die präzise Steuerung, Regelung und Kontrolle der Produktionsprozesse verhindert.

Innerhalb dieser industriellen Datenkommunikation bilden Ethernet-Switches die Knotenpunkte, die über Verfügbarkeit und Leistung des gesamten Netzwerks entscheiden. Dabei arbeiten die Switches auch unter rauen Bedingungen zuverlässig und halten extremen Anforderungen stand wie EMV-Belastung, extreme Temperaturen, Vibrationen, Feuchtigkeit und Schmutz.

Immer den passenden Industrial-Ethernet-Switch zur Hand haben

Das Switch-Portfolio von WAGO sorgt für die Skalierbarkeit von industriellen Ethernet-Netzwerkinfrastrukturen mit hervorragenden elektrischen sowie mechanischen Eigenschaften. Die robusten Geräte sind für den Industrieeinsatz ausgelegt und voll kompatibel zu den Standards IEEE 802.3, IEEE 802.3u, IEEE 802.3ab. Sie sichern selbst in extremen Umgebungen die zuverlässige und schnelle Übertragung der erforderlichen Daten mit hoher Leistung.

Hier finden Sie eine Auswahl an Industrial-Ethernet-Switches von WAGO:

Lean-Managed-Switches - intuitiv überwachen und konfigurieren

Die wirtschaftlichen Lean-Managed-Switches sichern eine hohe Verfügbarkeit und Sicherheit des Netzwerks. Mit dem Web-Based-Management kann die Installation, Inbetriebnahme und die Wartung auch von Mitarbeitern durchgeführt werden, die nicht über tiefgehende IT-Fachkenntnisse verfügen. Neben diesem einfachen Bedienkonzept verfügen die kompakten Switches über einen erweiterten Temperaturbereich.

Lean-Managed-Switch von WAGO

• Übersichtliche und intuitive Konfiguration des Netzwerks
• Einfache Fehlersuche in Netzwerken ohne tiefgehende IT-Kenntnisse
• Intuitive Handhabung bei der Konfigu­ration und im Lebenszyklus
• Gesteigerte Verfügbarkeit des Netz­werks dank schneller und einfacher Diagnose

Industrial-Eco-Switches – wirtschaftlich und kompakt

Die robusten Industrial-Eco-Switches lassen sich einfach konfigurieren sowie installieren. Sie sind insbesondere für kleine und mittlere Netzwerke in industriellen Umgebungen geeignet. Die PoE-Technologie ermöglicht eine Energieversorgung über das Netzwerkkabel. Somit entfällt eine separate Verkabelung für Energie und Daten.

Industrial-Eco-Switch von WAGO

• Robuste Gestaltung
  • DIN-Tragschienenadapter & Metallgehäuse
  • Umgebungstemperatur (Betrieb): -40 bis +70 °C
• Autonegotiation & Autocrossing für eine einfache Netzwerkerstellung und -erweiterung
• Gigabit-Varianten für einen hohen Datendurchsatz
• Übertragung von Energie und Daten über eine Ethernet-Verbindung mit Power over Ethernet (PoE+)

Industrial-Switches – vielseitig einsetzbar

Dank der redundant aufgebauten Stromversorgung bieten die Industrial-Switches eine hohe Verfügbarkeit der angebundenen Maschinen und Anlagen. Dadurch können Stillstandzeiten maximal reduziert werden.

Industrial-Switch von WAGO

• Konfiguration des Alarmkontaktes über DIP-Schalter
• Einsatz von SFP-Modulen
• Robuste Gestaltung
  • DIN-Tragschienenadapter & Metallgehäuse
  • Umgebungstemperatur (Betrieb): -40 bis +70 °C
• Alarmkontakt: Überwachung der primären sowie sekundären Spannungsversorgung
• Überwachung Ethernet-Ports
• Signalisierung über SPS oder Remote-I/Os

Industrial-Managed-Switches – leistungsfähig und sicher

Die Industrial-Managed-Switches verfügen über ein robustes Gehäuse, eine redundante Spannungsversorgung und eine Funktionsüberwachung mit Relais. Sie können anforderungsgerecht konfiguriert werden hinsichtlich verschiedenster Funktionen in den Bereichen Sicherheit, Verfügbarkeit, Performance und Datenübertragung. Diese Funktionen sowie die umfangreichen Ethernet‐Switch‐Optionen ermöglichen den Einsatz in zahlreichen Anwendungen.

Industrial-Managed-Switch von WAGO

• Einsatz von SFP-Modulen
• RS-232-Schnittstelle für die kommandobasierte Konfiguration
• Integriertes Web-Based-Management für die Konfiguration oder Diagnose
• Status-LEDs
• Alarmkontakt
  • Jet-Ring-Diagnose
  • ERPS-Ring-Diagnose
  • Überwachung der primären sowie sekundären Spannungsversorgung
  • Überwachung Ethernet-Ports
  • Signalisierung über SPS oder Remote-I/Os
• Power over Ethernet (PoE+)

PROFINET®-Managed-Switches – Einsatz in industrieller Automation

Speziell für PROFINET® optimierte Managed-Switches gewährleisten, dass alle Vorteile eines PROFINET®-Netzwerks genutzt werden können. Managed-PROFINET®-Switches priorisieren im Maschinennetzwerk PROFINET®-Datenpakete. Dabei ist der Managed-Switch in der Lage zu unterscheiden, ob es sich bei einem PROFINET®-Datenpaket um eine Webanfrage, eine FTP-Dateiübertragung, einen Medienstream oder ein PROFINET®-Telegramm handelt. Das macht die Datenübertragung äußerst effizient, da bei hoher Übertragungslast die wichtigsten Telegramme priorisiert werden. Die Konfiguration des Switches erfolgt über den PROFINET®-Konfigurator (GSD).

PROFINET®-Managed-Switch von WAGO

• PROFINET®-CC-B-zertifiziert: Einsatz in der industriellen Automation
• Medienredundanzprotokoll: als Client oder als Manager frei konfigurierbar
• PROFINET®-Diagnose aus der Anwendung: Zyklisch auslesbares Prozessabbild
• Flexible Konfiguration der Portspiegelung: Über GSDML oder Web-Based-Management
• Potentialfreie Anbindung durch SFP-Module: Leitungslängen von bis zu 80 km möglich

Industrial-Managed-Switches – mit integrierter Verschlüsselungsfunktion

Die steigenden Anforderungen an Datensicherheit erfüllt der Industrial-Managed-Switch mit integrierter Verschlüsselungsfunktion. Dank Authentifizierung nach IEEE802.1X und modernster Verschlüsselungstechnologie findet der Datenverkehr zuverlässig und sicher statt.

Industrial-Managed-Switch

• Verschlüsselung der Datenpakete auf Layer 2 (MAC-Layer) mit 128 Bit (GCM-AES) auf zwei Ports
• Portspezifische Authentifizierung nach IEEE802.1X
• Sichere Konfiguration des Switches über Web-Browser (https) oder SNMPv3

Weiterführende Informationen zu den dem umfassenden Sortiment des Herstellers WAGO an Industrial-Switches für eine Vielzahl von Anwendungen finden Sie in dem Produktkatalog „Netzwerkinfrastruktur – Industrial-Switches und ETHERNET-Komponenten“.

Das sind die Vorteile von WAGO Switches

Industrial-Ethernet-Switches des deutschen Herstellers WAGO bieten für industrielle Anwendungen eine Reihe von wichtigen Vorteilen, die sich im täglichen Einsatz bewährt machen.

Sichere Datenkommunikation dank erweiterter Security-Funktionen

Die Switches von WAGO sind zuverlässige Datenverteiler für Maschinen und Anlagen. Dank umfangreicher Security-Funktionen gewährleisten die Managed-Switches eine sichere Datenkommunikation. Hierzu zählen unter anderem „MAC Limitation“ sowie „Port Security“. Eine zusätzliche Kontrolle des Datenflusses und ein umfassender Schutz der Anlage wird durch die Authentifizierung gemäß IEEE 802.1x, „IGMP Snooping“, Broadcast- und Bandbreitenlimitierungen sichergestellt.

Redundanzkonzepte sichern hohe Verfügbarkeit der IT-Infrastruktur

Eine redundante Spannungsversorgung ist in den Switches bereits integriert. Diese kann durch ein Alarmrelais stets überwacht werden. Damit wird auch bei Ausfall einer Spannungsversorgung die Kommunikation zuverlässig fortgesetzt. Hinzu kommt eine einschaltbare Ringredundanz, die eine unterbrechungsfreie Datenkommunikation sichert. Darüber hinaus wird die Prozesssicherheit erheblich verbessert durch die geringe Recovery-Time des Xpress-Rings von unter 20 ms.

Erweiterbar durch wechselbar SFP-Module

Die standardisierten Transceiver-Module (auch SFP-Modul oder Mini GBIC) werden eingesetzt, um Netzwerkverbindungen mit Gbit/s-Geschwindigkeiten zu ermöglichen. Die Industrial-Switches von WAGO sind durch wechselbare SFP-Module an verschiedenen Lichtwellenleitern anpassbar - inklusive den damit verbundenen, notwendigen Entfernungen und Fasern. Sowohl für Multimode- als auch für Singlemode-Lichtwellenleiter stehen SFP-Module zur Auswahl für Reichweiten bis zu 80 km. So können optimale Kombinationen aus Kupfer und LWL geschaffen werden, die eine große Zahl an Anforderungen erfüllen.

Integrierte Funktionsüberwachung

Der Managed-Switch verfügt über konfigurierbare Funktionen, die zur Überwachung und Meldung von Störungen eingerichtet werden. Die Meldungen können dann beispielsweise per E-Mail-Alarm oder SNMP-Traps erfolgen. Weiterhin können bei allen Switches einzelne Ports oder die Spannungsversorgung über einen potenzialfreien Alarmkontakt überwacht werden. Diese Funktion wird dann über einen DIP-Schalter eingerichtet. (Industrial-Switches der Serie ECO verfügen nicht über diese Funktion.)

Umfangreiche Einsatzmöglichkeiten in Industrieanwendungen

Mit hohen Datendurchsätzen und Anwendungsmöglichkeiten in extremen Umgebungsbedingungen bieten die Switches von WAGO einen großen Einsatzbereich. Hinzu kommt eine redundante Spannungsversorgung inklusive Alarmrelais, sodass Fehlfunktionen übersichtlich angezeigt werden.

Das zeichnet einen Switch im industriellen Einsatz aus

Eine der wichtigsten Komponenten in der Infrastruktur von industriellen Netzen sind Industrial-Switches. Sie stellen den Datenaustausch zwischen den Controllern, speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS), Historians und weiter upstream gelegenen Steuerungen sicher. Eingesetzt in speziellen Umgebungsbedingungen in der industriellen Produktion müssen die Switches besondere Eigenschaften erfüllen hinsichtlich Widerstandsfähigkeit, Abmessungen und Stromversorgung.

In Schaltschränken eingesetzt, werden sie in der Regel auf einer DIN Schiene nach EN60715 (Hutschiene) montiert. Und hier zählt: je kleiner, desto besser. Aber auch das Thema Abwärme und ein höherer Temperaturbereich sind wichtig, da sie auch ohne Durchlüftung zuverlässig arbeiten müssen.

Für Montagevarianten außerhalb des Schaltschranks werden die Switches direkt der Umgebung ausgesetzt. Aggressive Faktoren in der Luft wie Staub und Feuchtigkeit müssen Industrial-Switches standhalten können. Und sie verfügen daher über höhere IP-Schutzklassen. Auch sollten alle leeren Ports (das gilt für jedes Stecker- und Modulformat) mit einer entsprechenden Schutzhülle verschlossen sein.

Die Anforderungen an die Spannungsversorgung sind komplex

In der Regel sind Industrial-Switches für eine Gleichspannungsversorgung mit 24 V oder 48 V ausgelegt. Zusätzlich werden normalerweise Filter sowie ein erweiterter Überspannungsschutz für einige kK eingebaut gegen die mit hochfrequenten Störungen belastete Versorgungsspannung. Auch finden heute neue Versorgungstechnologien wie PoE häufig ihren Einsatz.

Die passenden Verbindungen für höchste Performance

Als Standard sind die Ethernet-Ports normalerweise für RJ-45-Stecker ausgelegt oder Glasfaser über GBICs mit LC-Format. Für ein Plus an Robustheit und Sicherheit werden Sonderformate wie M12-Stecker in D-Codierung (bis 100Mbit/s) und M12-Stecker in X-Codierung (bis 10Gbit/s) verwendet. Switches, die Daten aus mehreren Bereichen sammeln und weiterleiten, sollten mit schnellen Uplinks ausgestattet werden können.

Diese Funktionen sind im industriellen Umfeld wichtig

Während nicht managebare Layer-2-Switches normalerweise direkt vor Ort zum Einsatz kommen und nur reine Infrastrukturaufgaben erfüllen, wird es auf der höheren Ebene mit Managed-Layer-3-Switches komplexer. Auf dieser Ebene werden Daten aggregiert sowie manipuliert. Und es werden weitere Eingriffsmöglichkeiten benötigt, um das Netzwerk und den Datenverkehr zu optimieren.

Diese wichtigen Funktionen zählen beispielsweise mit dazu:

• Trunking

Switches an verschiedenen Standorten werden untereinander über eine oder mehrere gebündelte Leitungen verbunden zu einer virtuellen, leistungsfähigeren Daten-Pipeline. Über VLAN-Trunking können einzelne virtuelle lokale Netzwerke über eine Vielzahl unterschiedlicher Switches hinweg realisiert werden.

• Link Aggregation Control Protocol (LACP)

Hinsichtlich der Investitionssicherheit ist das Link Aggregation Verfahren selbst bei Nutzung von proprietären Lösungen wichtig. Das LACP ist ein Verfahren (entsprechend dem IEEE-Standard 802.3ad/802.1AX) zur Bündelung mehrerer Netzwerkverbindungen zu einer logischen Verbindung. Mit der Bündelung lassen sich der Datendurchsatz steigern und die Ausfallwahrscheinlichkeit senken.

• Multicast-Funktionen

Hierzu zählt beispielsweise das Internet Group Management Protocol (IGMP), welches in der Regel bereits standardisiert in Layer-3-Switches vorhanden ist. Besonders bei Übertragungen von Videodaten von IP-Kameras über einen Switch, zahlt sich diese Funktion aus. Multicast-Funktionen sind meist in ein übergreifendes Quality-of-Service-Framework (QoS) mit Traffic Shaping und Bandbreitenmanagement eingebunden.

• Virtual Local Area Network (VLAN)

VLAN nach dem aktuellen Standard ist in Produktionsnetzwerken eine effektive und schnelle Sicherheitskontrolle. Innerhalb eines realen Netzwerkes mit einem oder mehreren Switches werden mit VLAN verschiedene einzelne virtuelle Netzwerke geschaffen. Da heute mehrere Hunderte von Geräten miteinander verbunden werden können, wird so ein großes Netzwerk in kleinere logische Segmente aufgeteilt, ohne dabei die physikalische Installation zu verändern. Dafür müssen die eingesetzten Managed-Switches VLAN-fähig sein.

Prüfen Sie das breite Produktportfolio an Industrial-Switches des deutschen Herstellers WAGO in unserem WEBShop.

Welcher Switch ist der richtige? Unmanaged- vs. Managed-Switches

Ein Switch ist vereinfacht ausgedrückt ein Verteiler, der verschiedene Geräte in einem Netzwerk (LAN) miteinander verbindet. Seine Aufgabe ist es, Datenpakete zu erhalten und an den passenden Empfänger weiterzuleiten. Dabei ist ein Switch in der Lage, die Datenpakete an einen spezifischen Empfänger bzw. an ein spezifisches Gerät weiterzuleiten. Dieses Verfahren nennt sich Unicast. Darüber hinaus kann er aber auch die Datenpakete an verschiedene vordefinierte Geräte/Empfänger weiterleiten. Dies nennt sich Multicast.

Die Netzwerkgröße und die Kontrolle über das Netzwerk sind entscheidend

Je nachdem, welche Funktion der Switch in dem Netz zu erfüllen hat, werden Unmanaged-Switches (Layer 2) oder Managed-Switches (Layer 3 und höher) eingesetzt. Ein Unmanaged-Switch ermöglicht die Kommunikation zwischen verschiedenen Geräten im Netzwerk und funktioniert mittels Plug & Play. Damit sind keine weiteren Einstellungen erforderlich.

Dahingegen hat der System-Administrator mit einem Managed-Switch eine tiefgreifende Kontrolle über das Routing. Und jeder einzelne Port kann nach den individuellen Anforderungen passend konfiguriert werden. Für diese Konfiguration wird allerdings erweitertes Fachwissen benötigt.

Die LAN-Switches werden auf der Datenverbindungsschicht (Layer 2) oder der Netzwerkschicht des OSI-Modells betrieben. Daher können alle Arten von Paketprotokollen unterstützt werden, wie das Spanning Tree-Protokoll (STP), Multiple Spanning Tree-Protokoll (MSTP), Rapid Spanning Tree-Protokoll (RSTP), Link-Aggregation- sowie Multiple MAC Registration-Protokoll.

• Managed-Ethernet-Switch

Managed-Switches werden vorwiegend in großen Netzwerken eingesetzt, in denen ein hohes Maß an Kontrolle gefordert wird. Die Switches bieten umfassende Konfigurationsmöglichkeiten für die Änderungen und Verwaltung des Betriebs. Gerade bei der Diagnose von Netzwerk-Problemen, bei denen eine Reaktionszeit von Millisekunden erforderlich ist, sind Managed-Switches die richtige Wahl. Diese Kontrollfunktionen kann der IT-Administrator auch aus der Ferne (remote) mit professionell verwalteten Switches durchführen:

• Überwachung/Kontrolle per Simple Network Management Protocol (SNMP)

• Auf-/Abschaltung individueller Ports inklusive Erkennung der Kabelbelegung (Auto MDI/MDI-X).

• Zuweisung der Bandbreite sowie Duplexbetrieb pro Port

• Verwaltung der IP-Adressen sowie Filter für MAC-Adressen

• Spanning Tree Protocol (STP) zur Verhinderung von Schleifenbildungen

• Port-Spiegelung und Analyse (Mirroring) für die Überwachung des Netzwerk-Verkehrs

• Priorisierung bestimmter Ports für Quality of Service (QoS)

• Virtual Local Area Network (VLAN) Einstellungen

• 802.1X-Authentifizierung sowie Netzwerk Zugriffskontrolle

• IGMP Snooping für eine Bandbreiten-schonende Bildübertragung

• Link Aggregation oder Trunking

• Unmanaged-Ethernet-Switch

Per Plug & Play werden Unmanaged-Switches einfach mit dem Netzwerk verbunden. Sie verfügen über keine weiteren Funktionen hinsichtlich des Zugriffs aus der Ferne sowie zur Konfiguration, Verwaltung und Überwachung. Diese preiswerteren Ethernet-Switches werden in der Regel in kleinen Netzwerken eingesetzt. Aber auch Anbindungen an temporär eingerichteten Arbeitsplätzen in größeren Netzwerken sind möglich.

PoE-Technologie wird immer häufiger gefordert

PoE steht für Power Over Ethernet. Der PoE-Standard ermöglicht die elektrische Stromversorgung direkt über das Ethernetkabel, sodass die angeschlossenen Geräte über den RJ45-Port eine Spannungsversorgung erhalten. Separate Verkabelungen oder gesonderte Netzteile zur Energieversorgung sind nicht erforderlich.

Es gibt drei PoE-Standards mit unterschiedlichen maximalen Leistungen:

• PoE (IEEE 802.3af)

Die maximale Leistung pro Port liegt bei 15,4 Watt mit einer nutzbaren Leistung von 12,95 Watt.

• PoE+ (IEEE 802.3at)

Pro Port liegt die maximale Leistung bei 25,4 Watt mit einer nutzbaren Leistung von 21,90 Watt.

• PoE+++ (IEEE 802.3bt)

PoE+++ auch 4PPoE bietet eine nutzbare Leitung zwischen 70 und 100 Watt.

Da ein separater Stromanschluss entfällt, ist der Aufwand für die Installation von Netzwerkgeräten deutlich reduziert. Häufig wird die Technik zur Versorgung von abgesetzten Devices wie Webcams, Überwachungskameras oder WLAN-Access-Points genutzt. Denn diese befinden sich oft an unzugänglichen Stellen.

Industrial-Switches von WAGO verfügen über PoE-Technologie. Prüfen Sie jetzt gleich das Angebot in unserem WEBShop.

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