Обзор

• Компактные коммутаторы Industrial Ethernet серии SCALANCE X-300 для построения электрических и/ или оптических линейных, кольцевых или звездообразных топологий сети со скоростью обмена данными 10/100/1000 Мбит/с.
• Три встроенных порта гигабитного Ethernet (10/100/1000 Мбит/с) и 7 портов Fast Ethernet (10/100 Мбит/с) для объединения нескольких коммутаторов в кольца гигабитного или Fast Ethernet, а также подключения сетевых узлов Industrial Ethernet.
• Скоростное реконфигурирование сети на основе встроенных функций управления резервированием для гигабитного Ethernet (кольцо с SCALANCE X-300 и SCALANCE X-400) и Fast Ethernet (кольцо с коммутаторами SCALANCE X-300, SCALANCE X-200 и OSM/ESM).
• Поддержка IT стандартов, простая интеграция промышленных сетей в существующие корпоративные сети, использование виртуальных сетей (VLAN).
• Поддержка стандартных процедур резервирования (Rapid Spanning Tree Protocol), резервированное подключение к сетям предприятия более высокого иерархического уровня.
• Использование механизмов IGMP (Internet Group Management Protocol ) Snooping и IGMP Querier для учета источников и приемников, а также фильтрация широковещательных сообщений и снижение нагрузки на сеть.
• Прочный металлический корпус формата модулей S7-300 с возможностью установки на стандартную профильную шину DIN, профильную шину S7-300 или на плоскую поверхность с любой пространственной ориентацией.
• Компактные размеры, экономия монтажного объема шкафов управления.
• Прочные и надежные PROFINET-совместимые соединители RJ45 промышленного исполнения, устойчивые к механическим воздействиям.
• Использование резервированных цепей питания.
• Наличие диагностических светодиодов индикации наличия напряжений питания, состояния системы связи, процессов передачи данных, поддержки функций резервирования.
• Наличие встроенного сигнального контакта, настраиваемого с помощью кнопки SELECT/SET.
• Поддержка PROFINET диагностики, SNMP доступа, встроенный Web сервер, автоматическая рассылка сообщений по каналам электронной почты для выполнения операций дистанционной диагностики и сигнализации через сеть.

Область применения

Модули серии SCALANCE X-300 позволяют создавать коммутируемые сети с высокой скоростью обмена данными, высокой надежностью и широкими диагностическими возможностями. Эти сети могут охватывать как полевой, так и на верхние уровни управления предприятием. Все модули имеют степень защиты IP30 и ориентированы на установку в шкафы управления.

В большинстве случаев коммутаторы данной серии находят применение в системах подключения производственных сетей к корпоративным сетям предприятия.

Модификации коммутаторов 

SCALANCE X310

• Построение электрических сетей Industrial Ethernet с линейной, кольцевой или звездообразной топологией. Семь портов Fast Ethernet (10/100 Мбит/с) и три порта гигабитного Ethernet (10/100/1000 Мбит/с).
• Диагностические светодиоды индикации наличия напряжений питания, состояния системы связи, процессов обмена данными, поддержки функций реконфигурирования сети и резервирования.
• Дистанционная диагностика с использованием сигнального контакта (настройка маски срабатывания с помощью встроенной в прибор кнопки), PROFINET, SNMP и web браузера.
• Десять гнезд RJ45 промышленного исполнения для подключения кабелей с помощью штекеров IE FC RJ45 с осевым отводом кабеля.

Звездообразная топология сети с электрическими каналами связи на основе SCALANCE X310

SCALANCE X308-2, SCALANCE X308-2LD

• Построение оптических сетей с линейной, звездообразной или кольцевой топологией. Семь электрических портов Fast Ethernet (10/100 Мбит/с), один электрический порт гигабитного Ethernet (10/100/1000 Мбит/с) и два оптических порта гигабитного Ethernet (1000 Мбит/с):
  • SCALANCE X308-2;
    для стеклянного оптического мультимодового кабеля длиной до 750 м;
  • SCALANCE X308-2LD;
    для стеклянного оптического одномодового кабеля длиной до 10 км.

Характеристики:

• Диагностические светодиоды индикации наличия напряжений питания, состояния системы связи, процессов обмена данными, поддержки функций реконфигурирования сети и резервирования.
• Дистанционная диагностика с использованием сигнального контакта (настройка маски срабатывания с помощью встроенной в прибор кнопки), PROFINET, SNMP и web браузера.
• Семь гнезд RJ45 промышленного исполнения для подключения кабелей с помощью штекеров IE FC RJ45 с осевым отводом кабеля.

Подключение шкафов управления с коммутаторами SCALANCE X308-2 к оптическому гигабитному кольцу

Особенности

• Высокая надежность системы связи благодаря использованию:
  • резервированных цепей питания;
  • резервированных сетевых структур на основе оптических и электрических каналов связи (встроенные функции управления реконфигурированием сети, резервирования и RSTP);
  • простых операций замены приборов с сохранением параметров настройки в съемных модулях памяти C-PLUG.
• Быстрое реконфигурирование сети (не более 0.3 с) в случае повреждения основных каналов связи.
• Простое подключение оптических кабелей к SC гнездам (гигабитный Ethernet и готовые оптические кабели с установленными соединителями).
• Надежная фиксация штекеров в гнездах PROFINET-совместимых соединителей.
• Простое конфигурирование даже больших сетей без расчета задержек распространения сигналов.
• Простая и быстрая диагностика с помощью встроенных светодиодов прибора, через PROFINET, встроенный web сервер, CLI и сигнального контакта.
• Интеграция в существующие системы управления сетями на основе стандартных процедур SNMP доступа.
• Простое выполнение операций диагностики процессов и системной диагностики через PROFINET.
• Использование STEP 7 для конфигурирования и диагностики систем связи на всех этапах ее жизненного цикла: проектирования, пуско-наладочных работ, эксплуатации.
• Снижение нагрузки на сеть при использовании широковещательных сообщений (голосовая связь через IP, видео) за счет использования механизмов IGMP Snooping/Querier и дополнительного ограничения на передачу широковещательных и групповых сообщений для каждого порта.
• Работа с естественным охлаждением, низкие затраты на эксплуатацию.
• Сохранение параметров настройки в съемном модуле памяти C-PLUG, позволяющее производить замену приборов без их повторного конфигурирования.
• Интеграция в системы защиты данных предприятия за счет использования виртуальных сетей VLAN.
• Поддержка функций автокроссировки.

Дизайн

Коммутаторы Industrial Ethernet серии SCALANCE X-300 выпускаются в прочных металлических корпусах формата модулей S7-300, предназначенных для монтажа на стандартные профильные шины DIN или на профильные шины S7-300, а также на плоские поверхности с любой пространственной ориентацией корпуса. При необходимости они могут монтироваться на одной профильной шине с модулями программируемого контроллера S7-300.

Все коммутаторы оснащены:

• 4-полюсным терминальным блоком для подключения резервированных цепей питания (2 x =24 В).
• Диагностическими светодиодами индикации наличия напряжений питания, состояния системы связи, процессов обмена данными, наличия ошибок, поддержки функций реконфигурирования сети и резервирования.
• 2-полюсным терминальным блоком подключения внешней цепи изолированного сигнального контакта.
• Кнопкой SELECT/SET для настройки режимов срабатывания сигнального контакта.
• Слотом для установки модуля памяти C-PLUG, в котором сохраняются параметры настройки коммутатора.

Коммутаторы SCALANCE X-300 оснащаются коммуникационными портами следующих типов:

• 10/100BaseTX, соединитель RJ45;
  гнездо RJ45, автоматическое определение скорости обмена данными в сети (10 или 100 Мбит/с) и автоматическая настройка на эту скорость, поддержка функций автокроссировки кабелей, подключаемых с помощью штекера IE FC RJ45 с осевым отводом кабеля, длина линии связи не более 100 м.
• 10/100/1000BaseTX, соединитель RJ45;
  гнездо RJ45, автоматическое определение скорости обмена данными в сети (10, 100 или 1000 Мбит/с) и автоматическая настройка на эту скорость, поддержка функций автокроссировки кабелей, подключаемых с помощью штекера IE FC RJ45 с осевым отводом кабеля, длина линии связи не более 100 м.
• 1000BaseSX, соединитель SC;
  SC гнезда для непосредственного подключения стеклянного оптического мультимодового кабеля длиной до 750 м.
• 1000BaseSX, соединитель SC;
  SC гнезда для непосредственного подключения стеклянного оптического одномодового кабеля длиной до 10 км.

Функции

• Увеличение производительности сети;
  фильтрация данных на основе Ethernet (MAC) адресов сетевых терминалов, локальные данные остаются на локальном уровне, через коммутатор проходят только телеграммы, адресованные в другие подсети.
• Простое построение и расширение сети;
  коммутатор сохраняет данные, получаемые из своих портов, и пересылает их по адресам назначения. Обнаруженные коллизии (метод CSMA/CD) ограничиваются соответствующим портом и не распространяются на сеть.
• Ограничение ошибок передачи данных в связанные подсети; 
  коммутаторы SCALANCE X-300 пропускают только пакеты данных с корректными контрольными суммами (CRC).
• Интеграция существующих 10 Мбит/с подсетей в сети Fast Ethernet со скоростью обмена данными 100 Мбит/с;
  для каждого электрического порта коммутатора поддерживаются функции обнаружения подключенного кабеля и его автокроссировки, автоматического определения скорости обмена данными (10, 100 или 1000 Мбит/с) и автоматической настройки на эту скорость, дуплексного или полудуплексного режима работы.
• Высокопроизводительные гигабитные соединения;
  коммутаторы SCALANCE X-300 имеют по три гигабитных Ethernet порта для соединения коммутаторов между собой и другими гигабитными Ethernet компонентами (например, с коммутаторами серии SCALANCE X-400).
• Скоростное реконфигурирование (HSR - High-speed redundancy) кольцевых структур за время не более 0.3 с;
  повышение надежности работы системы связи достигается использованием кольцевых сетевых структур. Коммутаторы SCALANCE X-300 оснащены встроенной системой управления реконфигурированием (RM - redundancy manager), которая осуществляет непрерывный мониторинг целостности кольца. Эта система способна распознавать появление отказов в коммуникационных соединениях через кольцо или через коммутаторы SCALANCE X-300 и активировать резервные соединения за время не более 0.3 с. Кольца с коммутаторами серий SCALANCE X-300 и X-400 могут работать со скоростью обмена данными 1000 Мбит/с. В кольцах с коммутаторами SCALANCE X-200 или OSM/ESM модули SCALANCE X-300 работают со скоростью обмена данными 100 Мбит/с.
• Скоростное включение резерва;
  несколько кольцевых сетей может объединяться в единую резервированную коммуникационную систему. Соединение таких колец может выполняться через коммутаторы SCALANCE X-300, поддерживающих функции включения резервных каналов связи. Два коммутатора X-300 одного кольца настраиваются на работу в резервированной системе связи в режиме ведущего и ведомого сетевого устройства. Через эти коммутаторы выполняется соединение двумя линиями с другим кольцом. В этих линиях допускается использование скорости обмена данными 1000 Мбит/с.
• Резервированное подключение к корпоративным сетям;
  коммутаторы SCALANCE X-300 обеспечивают поддержку стандартных процедур резервирования STP (Spanning Tree Protocol) и RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol). Это позволяет выполнять резервированное подключение подсетей к корпоративным сетям более высокого уровня и обеспечивать время реконфигурирования сети порядка нескольких секунд.
• Поддержка виртуальных сетей (VLAN); 
  в сетях Industrial Ethernet с быстро растущим количеством пользователей физически существующая сеть может разделяться на несколько виртуальных сетей.
• Ограничение нагрузки при использовании широковещательных протоколов (например, передачи видео изображений);
  на основе учета источников и приемников широковещательных сообщений (IGMP Snooping, IGMP Querier) коммутаторы SCALANCE X-300 способны фильтровать широковещательные пакеты данных и за счет этого снижать нагрузку на сеть.
• Синхронизация времени;
  диагностические сообщения (регистрируемые данные, сообщения электронной почты) снабжаются отметками даты и времени. Локальные времена различных сетевых устройств могут синхронизироваться через сеть с помощью передатчиков сигналов точного времени SICLOCK или SNTP.
• Быстрая замена вышедших из строя приборов за счет сохранения параметров настройки в съемном модуле памяти C-PLUG.

Сетевые топологии и конфигурации 

Коммутаторы Industrial Ethernet серии SCALANCE X-300 имеют степень защиты IP30 и устанавливаются в шкафы управления с подключаемым к сети оборудованием. Они позволяют создавать линейные, звездообразные и кольцевые топологии сети с электрическими и оптическими каналами связи.

Поддерживаемые сетевые структуры и их комбинации:

• Кольцо Fast Ethernet или гигабитного Ethernet с быстрым реконфигурированием сети;
  в составе одного кольца допускается использование до 50 коммутаторов серий X-200, X-300 или X-400. Длина кольца может достигать 150 км при использовании мультимодового и 1300 км при использовании одномодового оптического кабеля. При повреждении кольца или отказе одного их коммутаторов в кольце выполняется быстрое реконфигурирование сети с переходом на резервные маршруты передачи данным. Эта операция занимает не более 0.3 с.
• Резервированные сетевые структуры на основе нескольких колец. 
• Резервированное подключение кольцевой структуры к корпоративной сети с использованием RST.
• Звездообразная топология: 
  Коммутатор SCALANCE X-300 позволяет подключать к своим портам до 10 сетевых узлов или подсетей и обеспечивает возможность организации обмена данными между ними. В зависимости от типа портов подключение может выполняться оптическими или электрическими кабелями.

При построении сетей необходимо учитывать следующие граничные условия:

• Максимальное расстояние между двумя соседними модулями при использовании мультимодового оптического кабеля:
  • 750 м при скорости 1 Гбит/с.
• Максимальное расстояние между двумя соседними модулями при использовании одномодового оптического кабеля:
  • 10 км при скорости 1 Гбит/с.
• Максимальное расстояние между двумя соседними коммутаторами при использовании ТР кабеля:
  • 100 м с IE FC кабелем и штекером IE FC RJ45 с осевым отводом кабеля, 
  • 10 м с использованием TP корда.

Проверка и диагностика

Настройка непосредственно на приборе:

• Управление реконфигурированием сети (RM);
  для работы в кольце коммутатор SCALANCE X-300 переключается в режим RM. Преимущественно для включения в кольцо используются оптические или электрические гигабитные порты коммутатора.
• Сигнальная маска;
  сигнальная маска определяет условия срабатывания сигнального контакта коммутатора и устанавливается с помощью встроенной в прибор кнопки. С ее помощью производится выбор портов и цепей питания, которые будут подвергаться мониторингу. Срабатывание сигнального контакта происходит при выявлении ошибок в работе выбранных портов или исчезновении напряжения в выбранных цепях питания.
• IP адреса;
  IP адреса задаются через DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). Если этот протокол сервером не поддерживается, то IP адреса могут быть заданы с помощью прилагаемого программного обеспечения.

Диагностика:

• Диагностические светодиоды индикации:
  • состояний портов; 
  • режимов работы портов (10/100/1000 Мбит/с, дуплексные/полудуплексный режим);
  • наличия напряжений питания на двух входах;
  • состояния сигнального контакта;
  • сигнальной маски;
  • режима RM;
  • режима резервирования. 
• Сигнальный контакт, используемый, например, для выдачи сигнала на вход программируемого контроллера.
• Мониторинг через Industrial Ethernet;
  с  поддержкой следующих возможностей:
  • дистанционно с использованием стандартного браузера (Web-управление):
    выбор коммутатора SCALANCE X-300 через сеть с компьютера, оснащенного Web браузером;
  • дистанционно через SNMP V1, V2c, V3: 
    защищенное подключение коммутаторов SCALANCE X-300 через сеть к станции управления сетью;
  • дистанционно с помощью PROFINET IO диагностики:
    диагностические сообщения PROFINET IO от коммутаторов X-300 могут отображаться соответствующими инструментальными средствами SIMATIC или обрабатываться программируемыми контроллерами.

Управление сетью 

Управление сетью включает поддержку следующего ряда функций:

• Парольный доступ администратора (чтение и запись данных) и пользователя (только чтение).
• Считывание информации о версии и состоянии.
• Установка сигналов, маски резервирования, адресов.
• Выбор параметров настройки портов (скорость обмена данными, дуплексный/ полудуплексный режим работы).
• Установка параметров виртуальных сетей (VLAN) и обслуживания широковещательных сообщений.
• Настройка параметров резервированных соединений в резервированных кольцевых структурах.
• Установка параметров RST (Rapid Spanning Tree).
• Настройка параметров функций Web управления.
• Защита 
  • порты могут включаться и отключаться. 
• Настройка параметров управления пользователями с помощью SNMP V1, V2c, V3.
• Вывод статистической информации.
• Диагностика траффика передачи данных с использованием "зеркального" порта и типовых сетевых анализаторов.
• Загрузка новых версий операционной системы или параметров настройки через сеть с TFTP сервера.
• Сохранение параметров настройки или регистрационной таблицы в TFTP сервере с передачей данных через сеть. 

При появлении отказов в сети коммутатор SCALANCE X-300 способен посылать сообщение об ошибке (traps) в систему управления сетью или отправлять сообщение по каналам электронной почты по заранее определенным адресам.

Дистанционный мониторинг (RMON): 
Коммутаторы SCALANCE X-300 способны накапливать статистическую информацию в соответствии с требованиями RMON групп 1 ... 4. Это позволяет, например, накапливать статистику по отказам для каждого порта. Данная информация может считываться системами Web управления и передаваться в инструментальные средства обработки статистической информации.

Технические данные