Gittikçe daha fazla gömülü sistem ağ mimarilerini benimserken, Ethernet anahtarları giderek daha önemli bir rol oynuyor. Burada, Recab UK Teknik Direktörü Mark Jeffrey, zorlu çalışma ortamları için bir Ethernet anahtarının nasıl seçileceğini açıkladı.
Günümüzün'un bağlantılı dünyasında, internete bağlı cihazların sayısı her geçen gün artıyor. Araştırma şirketi McKinsey'in verilerine göre, her saniye 127 yeni cihaz internete bağlanıyor ve dünya çapında milyarlarca cihaz bağlanıyor. Demiryolları, askeri ve savunma, sanayi ve denizcilik gibi sektörlerde birbirine bağlı kilit gömülü sistemlerden oluşan yerel alan ağlarını (LAN'lar) düşündüğümüzde bu sayılar artar.
Anahtar, ağ mimarisinin performansının özüdür ve verilerin bağlı bilgisayarlar ve cihazlar arasında aktarılmasına ve Ethernet gibi protokoller aracılığıyla daha büyük bir ağa iletilmesine olanak tanır. Bu anahtarların korunması, özellikle zorlu ortamlarda, araç içi ağlarda, ayrık ve proses üretim uygulamalarında kullanılan kritik uygulamalar için önemlidir.
Ethernet anahtarlarının zorlu ortamlarda korunmasının sağlanması, anahtarların sertleştirilmesini gerektirir. Ancak, Ethernet anahtarlarını sağlamlaştırılmış bir çözümün parçası olarak düşünmeden önce, anahtarların rolünü ve ağ gereksinimlerini anlamak gerekir. Recab UK''nin Ethernet yeteneklerine sahip sağlam gömülü sistemler geliştirme konusundaki deneyimi bize önce ağı tasarlamanın ve ardından onu ve bileşenlerini güçlendirmenin en iyi çözümü sağlayabileceğini söylüyor.
Ağ teknolojisi özellikleri
Bu konuyla ilgili bir teknik incelemede, güvenilir ortağımız Diamond Systems, ağ uygulamaları için birkaç temel gereksinimi özetlemektedir. Bunlar, tek bir fiziksel cihaz kullanarak birden fazla ağ oluşturma ve yönetme becerisini, trafiği izlemek için ayna bağlantı noktalarını, yerel ağ genişletmesi için zincirleme anahtarları, ağ trafiğini korumayı ve ağ bileşenlerini güçlendirmeyi içerir.
Güvenlik çok karmaşık bir alandır, ancak kritik uygulamalar için çok önemli bir alandır. İki tür ağ güvenliği vardır: esas olarak yazılım sistemlerinden ve veri şifrelemesinden gelen sanal güvenlik; ve bileşenlerin veri bütünlüğünün korunmasında rol oynadığı fiziksel güvenlik.
Ağ sanal güvenliğine bir örnek, olası güvenlik açıklarını tespit eden, olası güvenlik açıkları hakkında bilgi kaydeden ve konsolda veya seri bağlantı noktası aracılığıyla uyarılar gönderen bir davetsiz misafir algılama sistemidir. Bu, ağın şifreleme standartları ile desteklenir.
Fiziksel güvenlik, belirli anahtarların bağlantı noktalarından gelir, bu nedenle kritik gömülü ağ projelerinde yerleşik uzmanlarla çalışmak çok değerlidir. Küçük form faktörlü takılabilir (SFP) bağlantı noktaları, ağın bakır ortamını Fiber Kanala dönüştürebilir. Fiber optik teknolojisi bir dielektrik olduğundan, ortamı elektromanyetik (EM) gözetleme ve diğer kötü niyetli saldırılardan koruyabilir. Fiber Kanal ayrıca daha az sinyal kaybıyla daha uzun mesafelerde veri iletebilme avantajına sahiptir.
Yaygın karma ortam uygulamaları, yerel iletişim için bakır tel ağları ve daha yüksek hızlı uygulamalar, ağdan ağa bağlantılar ve uzun mesafeli iletişim için fiber optik ağlarla arabirim kullanır. Bu nedenle, bazı küçük Ethernet anahtarı üreticileri, ürünlerinde bağlantı noktası kombinasyonlarını içerir. Recab UK'de önde gelen Ethernet anahtarı üreticileriyle işbirliği, esneklik ve daha fazla ağ güvenliği sağlayan bir çözüm geliştirebileceğimiz anlamına gelir.
Örneğin, alanın önemli olduğu özel gömülü sistemlerde, Diamond Systems' EPSM-10GX4 Ethernet anahtar modülü ideal seçimdir. EPSM-10GX4, ultra kompakt bir paket ve neredeyse tamamen paketlenmiş anahtar teknolojisi ile modül üzerinde bilgisayar (COM) Express Mini standart form faktörünü (84x55 mm) temel alır. 24 adet 10/100/1000 Mbps bakır bağlantı noktası ve dört adet 10 Gbps SFI bağlantı noktası sağlar. 1 Gbps bağlantı noktasını mandal konektörüne ve 10 Gbps bağlantı noktasını SFP+ yuvasına yönlendiren EPS-24G4X tam özellikli taşıyıcı kartı da vardır.
Veya VPX platformunu kullanan daha fazla kullanılabilir alana sahip yüksek güçlü uygulamalar için Kontron'un yeni VX6940 6U VPX Ethernet anahtarını kullanmayı seçebilirsiniz. Her biri dört adet 10GB veya SFP+ bağlantı noktasına izin veren, yüksek hızlı (100G'ye kadar) fiber veya pasif bakır bağlantıyı destekleyen, öne monte edilmiş iki QSFP28 alıcı-vericisine sahiptir. Bu anahtarlar, yüksek çözünürlüklü sensörler veya radar sistemleri gibi birçok veri yolu gerektiren veri yoğun uygulamalar için en uygunudur.
Recab UK, ister kendi geliştirmemiz yoluyla isterse ortaklarımız Aitech, Kontron, duagon veya Diamond Systems'ın anahtarlarını kullanarak, anahtar tasarımı dahil olmak üzere sistemler geliştirme konusunda kapsamlı deneyime sahiptir. Çözüm, projenin ihtiyaçlarına ve uygulamanın nerede kullanıldığına bağlıdır.
Örneğin, demiryolu uygulamaları, vagonların zorlu çalışma ortamı için tasarlanmış Duagon anahtarlarının kullanılmasını gerektirebilir. Örneğin D510, EN50155, IEC61375 ve IEEE802.3 ile uyumlu, yapılandırılabilir altı bağlantı noktalı bir Ethernet anahtarıdır. Anahtar, sağlam, kompakt bir muhafazaya monte edilmiştir ve harici bir güç kaynağına ihtiyaç duymadan entegre DC/DC dönüştürme işlevine sahiptir.
Güçlendirme
Pek çok ağ uygulamasında, güçlendirme önemli bir husustur. Bu, dış mekan uygulamaları, araç içi ağlar ve ayrık ve proses üretimindeki fabrika zemini uygulamaları için uygundur.
Bu tür uygulamalar için çevre koşullarını dikkate almalıyız. Sistem tasarımcıları, çalışma sıcaklığı aralığı, çalışma sırasındaki şok ve titreşim seviyeleri ve güç kalitesi gibi faktörlere özellikle dikkat etmelidir. Birçok kritik uygulama için ağ ekipmanının (SWaP-C) boyutu, ağırlığı, gücü ve maliyeti de önemli bir husus olacaktır.
Zorlu uygulamalar için kullanıma hazır Ethernet anahtar ürünlerini seçmek, çevresel gereksinimlerin net bir şekilde anlaşılmasını ve her bir ürünün özelliklerinin değerlendirilmesini gerektirir. Zorlu ortamlarda başarılı olmak için ağın tasarımı bu gereksinimleri dikkate almalıdır. Genişletilmiş sıcaklık çalışması için bu, performansı doğrulamak için PCB düzeni ve parça özelliklerinden titiz çevresel testlere kadar her şeyi içerir.
Kesin gereksinimler uygulamadan uygulamaya değişir, bu nedenle tüm yöntemlere uyan tek bir anahtar seçimi veya güçlendirme yöntemi yoktur. Ne yazık ki, çoğu sistem tasarımcısı için bu, bağlantı noktası sayısını veya gerekli veri hızını belirtmekten çok daha karmaşıktır. Bu, Recab UK gibi gömülü sistem tasarım uzmanlarıyla çalışmanın avantajıdır.
Bağlantı, ticari olmayan uygulamalarda giderek daha önemli bir rol oynadığından, etkin ve dayanıklı gömülü sistem performansı sağlamak için bu faktörleri göz önünde bulundurmak önemlidir. Yanlış anahtarın seçilmesi veya operasyonel ve çevresel gereksinimlerin tam olarak planlanmaması maliyetli bir hatadır, ancak planlama ve öngörü ile önlenebilir.
