Bộ chuyển mạch mạng (hoặc bộ chuyển mạch Ethernet) là một thiết bị truyền thông được sử dụng để phân phối dữ liệu qua mạng. Nó thường có dạng box với một số cổng Ethernet hoặc cáp quang. Thiết bị chuyển mạch mạng công nghiệp được thiết kế để sử dụng trong môi trường khắc nghiệt.

Bạn cần một bộ chuyển mạng được quản lý, không được quản lý hay bộ chuyển mạch thông minh?

Bạn có thể chọn một unmanaged switch nếu hệ thống mạng không quá phức tạp và bạn có thể để mở tất cả các cổng mà không cần phải cô lập bất kỳ cổng nào trong số chúng. Nếu bạn chỉ cần kết nối một vài thiết bị với nhau và kết nối chúng với Internet thì các thiết bị chuyển mạch mạng này có thể là một lựa chọn tốt vì giá thấp. Loại switch mạng này thường là plug-and-play, tức là bạn chỉ cần kết nối để nó hoạt động.

Nếu bạn không biết sau này mạng của mình sẽ phát triển như thế nào, bạn cũng có thể chọn một switch mạng được quản lý và để cấu hình mặc định. Cấu hình này có thể thú vị vì nó loại bỏ nhu cầu xây dựng lại mạng nếu nó phát triển sau này, vì các thiết bị chuyển mạch mạng được quản lý cho phép bạn quản lý và sửa đổi mạng của mình từ xa theo nhu cầu. Loại switch mạng này phù để quản lý một mạng phức tạp, nhưng nó đòi hỏi kỹ năng của một kỹ sư mạng để giám sát an ninh cổng, danh sách kiểm soát truy cập (ACL) và phân bổ băng thông. Một số thiết bị chuyển mạch mạng được trang bị API (Giao diện lập trình ứng dụng), cho phép thực hiện IaC (cơ sở hạ tầng dưới dạng mã).

Nếu bạn muốn giữ quyền kiểm soát mạng của mình, nhưng nó vẫn tương đối không phức tạp, bạn cũng có thể chọn một switch thông minh có thể quản lý một phần thông qua giao diện trực tuyến. Các thiết bị chuyển mạch mạng này là sự thỏa hiệp tốt giữa unmanaged switch và managed switch. Tùy thuộc vào kiểu bạn chọn, bạn có thể có quyền truy cập vào các tùy chọn như chất lượng dịch vụ (QoS) hoặc mạng ảo (VLAN) tốt để quản lý VoIP phone hoặc nếu bạn muốn tách biệt các phần của mạng với từng khác để cải thiện hiệu suất và an ninh mạng.

Tại sao nên chọn switch mạng PoE?

Bộ chuyển mạch mạng PoE (Cấp nguồn qua Ethernet) cho phép các thiết bị được kết nối, chẳng hạn như camera IP hoặc VoIP phone, được cấp điện qua cáp Ethernet RJ45. Với loại switch mạng này, việc đấu dây được đơn giản hóa và bạn không cần phải gọi thợ điện để thiết lập nguồn điện cho thiết bị của mình. Ngoài ra, nếu switch mạng được kết nối với biến tần, bạn sẽ không phải lo lắng về việc mất điện.

Nếu bạn chọn loại switch này, bạn phải biết công suất tiêu thụ của từng thiết bị để switch mạng cung cấp đủ điện năng, được gọi là ngân sách PoE, ít nhất bằng tổng công suất tiêu thụ của tất cả các thiết bị.

Bạn cũng sẽ cần phải xem xét các yêu cầu làm mát của bộ chuyển mạch để tránh gián đoạn dịch vụ do quá nóng.

Khoảng cách giữa switch mạng và các thiết bị cũng rất quan trọng: khoảng cách tối đa giữa hai thiết bị là 100 mét. Bộ chuyển mạch PoE tuân theo hai tiêu chuẩn đảm bảo tính tương thích của thiết bị giữa các thương hiệu khác nhau:

Chuẩn 802.3af cho phép công suất tối đa là 12,9 watt, với điện áp 48V cho mỗi thiết bị.

Chuẩn 802.3af cho phép công suất tối đa là 30 watt, với điện áp 48V cho mỗi thiết bị.

Loại mạng nào nên được sử dụng cho những ứng dụng nào?

Mạng Ethernet sử dụng tốc độ truyền có thể khác nhau tùy theo yêu cầu:

• Mạng 10 Mbps (megabit / giây) thường được sử dụng cho email và mạng nội bộ. Thiết bị được nối dây trên ổ cắm RJ45.
• Mạng 100 Mbps (được gọi là Fast Ethernet) được thiết kế để truyền tệp nhỏ (lên đến 150 MB mỗi tệp). Thiết bị được nối dây trên ổ cắm RJ45.
• Mạng 1.000 Mbps (Gigabit Ethernet) được sử dụng cho các tệp lớn như tệp video (hơn 150 MB mỗi tệp). Thiết bị được nối dây trên ổ cắm RJ45.
• Mạng 10 Gb / s (10GBASE-T) là tiêu chuẩn hiện tại để cài đặt các mạng công ty mới.
• Để truyền dữ liệu rất lớn hoặc khoảng cách xa giữa các thiết bị khác nhau, bạn có thể xem xét công nghệ truyền cáp quang (trong phạm vi 100 GB/s: 100GBASE-SR4, 100 m hoặc 100GBASE-LR4, lên đến 40 km). Thiết bị được nối dây thông qua một mô-đun SFP.
• Đối với mạng công nghiệp, cũng có các Fieldbus như PROFIBUS, PROFINET, CAN hoặc ControlNet cho phép truyền dữ liệu giữa các cảm biến, bộ truyền động và PLC.

Ví dụ về mạng theo ứng dụng:

Để thu thập dữ liệu: các cảm biến yêu cầu các thiết bị chuyển mạch được quản lý với các cổng chuyên dụng.

Đối với hệ thống điều khiển: việc điều khiển và ra lệnh của PLC đòi hỏi khả năng dự phòng ngày càng tăng trong cấu trúc liên kết vòng. Để đảm bảo khả năng dự phòng này, bạn phải sử dụng bộ chuyển mạch có thông lượng ít nhất là 100 Mbps.

Đường trục: bắt đầu từ 100 PLC, bạn phải sử dụng vòng chính, được gọi là đường trục, kết nối các bộ chuyển mạch với nhau bằng sợi quang. Sau đó, thiết bị được phân phối 100 Mbps qua các mạng con có đường dây vòng trên cáp đồng.

Giám sát video: bắt đầu từ 20 camera, bạn sẽ cần một mạng chuyên dụng Gigabit Ethernet. Có thể thuận lợi khi chọn cấp nguồn cho máy ảnh bằng mạng PoE (Cấp nguồn qua Ethernet).

Số lượng cổng có quan trọng không?

Số lượng cổng có sẵn trên bộ chuyển mạng của bạn rất cần thiết vì nó quyết định số lượng thiết bị có thể được kết nối với nó. Một switch mạng có thể chứa từ 2 đến 64 cổng. Để chọn switch phù hợp nhất, bạn sẽ cần xác định có bao nhiêu thiết bị bạn sẽ kết nối và liệu con số này có khả năng thay đổi trong ngắn hạn đến trung hạn hay không.

Một số thiết bị chuyển mạch mạng được trang bị plug cắm xếp chồng lên nhau, cho phép các thiết bị chuyển mạch được kết nối với nhau, do đó tăng số lượng cổng khả dụng.

Những điểm nào khác là quan trọng cần xem xét khi chọn một bộ chuyển mạng?

Bộ chuyển mạch mạng được thiết kế để lắp đặt trong tủ điện hoặc trong các khoang tiêu chuẩn:

Bộ chuyển mạch Ethernet cho các mạng nhỏ thường được trang bị hệ thống gắn DIN-rail, đây là tiêu chuẩn để tích hợp các thiết bị khác nhau vào một tủ điện bình thường hoặc tủ điện.

Trong các mạng lớn hơn, thiết bị chuyển mạch được thiết kế để tích hợp vào giá đỡ và trong trường hợp này, kích thước của chúng được biểu thị bằng đơn vị chiếm diện tích tủ 19 inch trong tủ (tức là công tắc chiếm 1U hoặc chiều rộng của Rack 19 inch cho chiều cao 1,75 inch). Rack 19 inch tương ứng với kích thước tiêu chuẩn (ở Châu Âu DIN 41494).

Nếu bạn có ít thiết bị để kết nối với bộ chuyển mạng, bạn có thể để nó trên bàn gần các thiết bị, nhưng bạn phải cẩn thận với độ ồn, vì càng nhiều cổng thì switch càng kêu to.

>> Xem thêm: 5 điều bạn cần cân nhắc khi chọn switch công nghiệp

Các xu hướng mới nhất trong quản lý mạng là gì?

Để chọn switch mạng phù hợp, bạn phải tính đến sự phát triển của quản lý mạng và số lượng thiết bị có thể kết nối và kết nối ngày càng tăng:

• Mạng có thể lập trình (Mạng do phần mềm xác định hoặc SDN): Kiến trúc này cải thiện khả năng kiểm soát mạng và cho phép đáp ứng nhanh các nhu cầu kinh doanh đang thay đổi. Kiến trúc này yêu cầu các thiết bị chuyển mạch được quản lý vì chúng được quản lý bởi bộ điều khiển SDN tập trung.
• Internet of Things (IoT): số lượng các đối tượng được kết nối đang thay đổi nhanh chóng và bạn sẽ cần tính đến sự phát triển trong tương lai này khi định cỡ mạng của mình để nó không nhanh chóng trở nên lỗi thời.
• Bạn cũng có thể tìm thấy các thiết bị chuyển mạch mạng lớp 3 trên thị trường hoạt động như bộ định tuyến với số lượng cổng lớn hơn.

>> Xem thêm: Case study ứng dụng Switch công nghiệp ở Việt Nam