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Die Wahl des richtigen Ethernet-Switches

Ein Netzwerk-Switch ist eine Kommunikationsvorrichtung, die zur Verteilung von Daten über Kabelnetze verwendet wird. Es handelt sich in der Regel um eine Box mit mehreren Ethernet- oder Glasfaserports. Sie darf nicht mit einem Concentrator verwechselt werden, da sie sehr ähnlich aussehen. Die industriellen Ethernet switches sind für den Einsatz in extremen Umgebungen konzipiert.

Ethernet Switches auf einen Blick

  • Managed, unmanaged oder smart Ethernet Switch?

    Ethernet Switches der Marke Siemens
    Ethernet Switches der Marke Siemens

    Ein unmanaged switch kann dann gewählt werden, wenn das betreffende Netz unkompliziert ist und alle Ports offen bleiben können, ohne dass ein Teil davon isoliert werden muss. Diese Switches sind interessant wegen ihres niedrigen Anschaffungspreises, wenn Sie nur einige Geräte miteinander und mit dem Internet verbinden müssen. Dieser Schaltertyp ist im Allgemeinen ein plug-and-play-Schalter, d.h. dass Sie ihn nur anschließen müssen, um ihn einsatzbereit zu machen.

    Wenn Sie nicht wissen, wie sich Ihr Netzwerk danach weiterentwickeln soll, können Sie auch einen managable switch wählen und die Standardkonfiguration beibehalten. Diese Konfiguration ist interessant, da Sie das Netzwerk nicht neu aufbauen müssen, wenn es sich später weiterentwickelt. Manageable Switches bieten die Möglichkeit, ein Netzwerk aus der Ferne entsprechend Ihren Bedürfnissen zu verwalten und zu ändern. Ein solcher Switch ist interessant für die Verwaltung eines komplexen Netzwerks, erfordert jedoch die Kompetenz eines Netzwerkingenieurs, um sowohl die Port-Sicherheit, die Listen der Zugriffskontrolle (ACLs) als auch die Bandbreitenzuordnung zu überwachen. Manche Schalter sind mit einer API ausgestattet, was IAC ermöglicht (automatisierte Verteilung).

    Wenn Sie die Kontrolle über Ihr Netzwerk behalten wollen, dieses aber relativ unkompliziert ist, können Sie auch einen Smart Switch wählen, der teilweise über ein Webinterface gemanagt werden kann. Diese Switches sind ein guter Kompromiss zwischen einem unmanaged und einem managed Switch. Je nach gewähltem Modell haben Sie Zugriff auf Optionen wie Quality of Service (QoS) oder virtuelle Netzwerke (VLANs), die für die Verwaltung von VoIP-Telefonen interessant sind, oder, wenn Sie Teile des Netzwerks voneinander trennen möchten, um Netzwerksicherheit und -leistung zu verbessern.

  • Warum ein PoE-Ethernet Switch?

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    Ein PoE (Power over Ethernet) Switch ermöglicht die Stromversorgung angeschlossener Geräte, z.B. IP-Kameras oder VoIP-Telefone, über RJ45-Ethernet-Kabel. Mit diesem Switchtyp ist somit die Verkabelung einfach, und Sie benötigen nicht die Hilfe eines Elektrikers, um die Stromversorgung Ihrer Ausrüstung sicherzustellen. Ist der Schalter an einen Wechselrichter angeschlossen, so muss man sich außerdem nicht mehr um Stromausfälle kümmern.

    Wenn man diesen Schaltertyp wählt, muss die Leistungsaufnahme jedes der Geräte bekannt sein, damit der Schalter eine elektrische Leistung, das so genannte PoE-Budget, bereitstellt, die mindestens der Summe der von allen Geräten verbrauchten Leistungen entspricht.

    Auch die Kühlanforderungen des Schalters müssen berücksichtigt, werden, um Off-Zeiten durch übermäßige Erwärmung zu vermeiden.

    Wichtig ist auch der Abstand zwischen  Schalter und Geräten: Der maximale Abstand zwischen zwei Geräten beträgt 100 Meter. PoE-Switches unterliegen zwei Standards, die die Gerätekompatibilität zwischen verschiedenen Marken sicherstellen:

    • Der 802.3af -Standard erlaubt eine maximale Leistung von 12,9 Watt, bei einer Spannung von 48 Volt für jedes Gerät.
    • Der 802.3at-Standard, auch bekannt als PoE+, erlaubt eine Leistung zwischen 24 und 30 Watt, bei einer Spannung von 48 Volt pro Gerät.

    Entscheidende Punkte:

    • keine Stromversorgung aller Netzwerkkomponenten erforderlich
    • Kühlung erforderlich
    • Maximaler Abstand zwischen 2 Ausrüstungen = 100 m
  • Welches Netz für welche Anwendung?

    Ethernet Cisco Netzwerk
    Ethernet Cisco Netzwerk

    Ethernet-Netzwerke verwenden Übertragungsgeschwindigkeiten, die je nach Bedarf unterschiedlich sein können:
    10 Mbits/s (Megabit pro Sekunde)-Netzwerke werden in der Regel für E-Mails und Intranetnetzwerke verwendet. Die Anlage ist auf RJ45-Buchsen verkabelt.
    Die 100 Mbits/s Netzwerke (Fast Ethernet oder Schnelles Ethernet genannt) sind für kleine Dateiübertragungen (bis zu 150 MB pro Datei) ausgelegt. Die Anlage ist auf RJ45-Buchsen verdrahtet.
    1.000 Mbits/s (Giga Ethernet) Netzwerke werden für große Dateien wie beispielsweise Videodateien (mehr als 150 MB pro Datei) verwendet. Die Ausrüstung ist auf RJ45-Buchsen verkabelt.
    Die 10 Gbits/s (10 G base T) Netzwerke sind der aktuelle Standard für den Einsatz eines neuen Firmennetzwerks.
    Für die Übertragung von sehr großen Datenmengen oder große Entfernungen zwischen verschiedenen Geräten können Sie sich für die Glasfasertechnologie (ca. 100 Gbits/s) interessieren: 100 G base SR4, 100 m, ou 100 G base LR4, bis 40 km). Die Anlage ist über ein SFP-Modul verkabelt.

    Für industrielle Netzwerke gibt es auch Feldbusse wie PROFIBUS, PROFINET, CAN oder ControlNet, die den Datentransfer zwischen Sensoren, Aktoren und programmierbaren Automaten ermöglichen.

    Beispiele für Netzwerke je nach Anwendung:

    • Für die Datenerfassung: Sensoren benötigen Managed Switches mit dedizierten Ports.
    • Für die Bedien- und Beobachtungseinheit: Die Steuerung der Automaten erfordert zunehmende Redundanz in der Ringtopologie. Um diese Redundanz zu gewährleisten, müssen Sie Switches mit einem Durchsatz von mindestens 100 Mbit/s verwenden.
    • Backbone: Ab 100 Automaten müssen Sie einen Hauptring, einen sogenannten Backbone verwenden, der die Switches über Glasfaser miteinander verbindet. Die Geräte werden dann auf 100 Mbit/s Ringdraht-Subnetze auf Kupferkabeln verteilt.
    • Videoüberwachung: Ab 20 Kameras benötigen Sie ein eigenes Netzwerk in Giga Ethernet. Es ist von Vorteil, das PoE-Netzwerk (Power over Ethernet) zur Stromversorgung der Kameras zu wählen.
  • Ist die Anzahl der Ports wichtig?

    Die Kenntnis der auf Ihrem Switch verfügbaren Ports ist unerlässlich, da sie die Anzahl der Geräte bestimmt, die mit ihm verbunden werden können. Ein Switch kann über 2 – 64 Ports verfügen. Um den Schalter auszuwählen, der Ihren Bedürfnissen am besten entspricht, müssen Sie die Anzahl der anzuschließenden Geräte bestimmen und feststellen, ob sich diese Anzahl kurz- bis mittelfristig ändern wird.
    Einige Switches sind mit einem Stack-Stecker ausgestattet, der es ermöglicht, die Switches miteinander zu verbinden und so die Anzahl der verfügbaren Ports zu erhöhen.

  • Welche weiteren Punkte sind bei der Wahl eines Switches zu beachten?

    Die Schalter sind in Gehäuse integriert, die entweder in Schaltschränken oder in Standardfeldern installiert werden können:

    • Switches für kleine Netzwerke sind in der Regel mit einem DIN-Schienen-Montagesystem ausgestattet, das ein Standard für die Integration verschiedener Geräte in einen Schrank oder Schaltschrank ist.
    • In größeren Netzwerken sind Switches zur Integrierung in racks konzipiert und in diesem Fall wird ihre Größe in einer 19-Zoll-Rackeinheit in einem Schrank angegeben (z. B. belegt ein Switch 1U, d. h. die Breite eines 19-Zoll-Racks auf einer Höhe von 1,75 pouce). Das 19“-rack hat Standarddimensionen (in Europa durch die Norm DIN 41494).
    • Wenn Sie nur wenige Geräte haben, um Ihren Switch anzuschließen, können Sie ihn auf einem Schreibtisch in der Nähe der Geräte installieren. Achten Sie jedoch auf die Lärmentwicklung, denn je mehr Anschlüsse der Switch hat, desto lauter wird sein Geräusch.
  • Welches sind die neuesten Tendenzen des Netzwerk Managements?

    Um den richtigen Switch auszuwählen, müssen Sie die Entwicklung des Netzwerkmanagements und die zunehmende Anzahl von anschließbaren und angeschlossenen Geräten berücksichtigen:

    • Programmierbare Netzwerke (SDN oder Software Defined Network): Es handelt sich um eine Architektur, die die Netzwerkkontrolle verbessert und eine schnelle Reaktion auf sich ändernde Betriebsanforderungen ermöglicht. Diese Architektur erfordert managable Switches, da sie von der zentralen SDN-Steuerung verwaltet werden.
    • Internet der Dinge (IoT): Die Anzahl der verbundenen Objekte ändert sich schnell, und diese Entwicklung muss bei der Dimensionierung Ihres Netzwerks berücksichtigt werden, damit es nicht schnell veraltet.

    Auf dem Markt finden Sie auch Level-3-Switches, die als Router mit einer größeren Anzahl von Ports fungieren.

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