Switch công nghiệp là gì? Lợi ích của switch công nghiệp

Trong thời đại ngày nay, switch công nghiệp đóng một vai trò cực kỳ quan trọng, ứng dụng trong các ngành công nghiệp như năng lượng, bảo vệ môi trường, vận tải, giám sát thành phố thông minh và nhiều lĩnh vực khác. Trong bài viết này, Việt Tuấn sẽ giúp bạn có một cái nhìn toàn diện về switch công nghiệp.

Switch công nghiệp là gì?

Switch công nghiệp, còn được gọi là switch Ethernet công nghiệp, là một công nghệ mạng được thiết kế đặc biệt để sử dụng trong các môi trường công nghiệp. Nó cung cấp truyền dữ liệu đáng tin cậy với tốc độ cao cho các mạng công nghiệp, bao gồm cả switch công nghiệp 10G cho tốc độ nhanh hơn. Thông thường, switch công nghiệp là một cách hiệu quả và tiết kiệm chi phí để quản lý giao tiếp giữa các loại thiết bị công nghiệp khác nhau.

Switch mạng công nghiệp 10G có thể chịu được va đập, rung động và biến động nhiệt độ cực đoan từ -40℃ đến 75℃. Vì vậy, bạn sẽ thấy rằng switch mạng công nghiệp 10G đóng góp rất lớn cho ngành vận tải, ngành năng lượng và nhiều ngành công nghiệp khác.

Đặc điểm của switch công nghiệp 

Switch công nghiệp có thể được phân thành nhiều loại dựa trên các chức năng và đặc điểm, bao gồm switch công nghiệp quản lý và không quản lý, switch công nghiệp PoE hoặc không hỗ trợ PoE, switch công nghiệp Din-rail hoặc rackmount,… Dưới đây là những tính năng và đặc điểm chính của các switch Ethernet công nghiệp.

Thiết kế chuyên dụng cho môi trường công nghiệp

Switch công nghiệp thường được thiết kế với kiểu dáng chắc chắn, bền vững như vỏ máy cứng với cấp bảo vệ đạt IP30, IP40 hoặc cao hơn. Một số switch mạng thậm chí còn được trang bị bảo vệ 6KV để ngăn chặn thiệt hại từ sét trong các ứng dụng ngoài trời. Với thiết kế chắc chắn, switch mạng công nghiệp có thể truyền tải dữ liệu ở nhiệt độ khắc nghiệt từ -40° đến 75°C một cách ổn định.

Ví dụ, một trong những switch công nghiệp như FS IES3100-8TF được trang bị vỏ nhôm chắc chắn với cấp bảo vệ IP30. Nó có thể truyền tải dữ liệu ở nhiệt độ khắc nghiệt từ -40° đến 75°C cũng như chịu đựng được độ rung và sốc cao.

Kết nối mạng nhanh và dự phòng an toàn 

Switch công nghiệp thường tích hợp các công nghệ tiên tiến như Fast Ring Network hay Fast Redundancy để tăng tính ổn định và độ tin cậy của hệ thống trong môi trường khắc nghiệt. 

Ví dụ như switch Ethernet công nghiệp FS IES5100-24TF tích hợp công nghệ ERPS (Ethernet Ring Protection Switching) và giao thức Spanning Tree (802.1s MSTP) để đảm bảo hệ thống luôn hoạt động một cách ổn định. Khi được sử dụng trong mạng Ring đơn giản, thời gian khôi phục kết nối dữ liệu có thể nhanh chóng chỉ trong 50ms.

Tìm hiểu thêm bài viết: Switch layer 2 là gì? Lợi ích khi sử dụng switch layer 2.

Trang bị nguồn điện dự phòng

Thiết bị switch công nghiệp thường sử dụng thiết kế dự phòng với hai nguồn cấp để tránh sự cố nguồn, giúp giảm tỉ lệ lỗi của switch công nghiệp, đảm bảo kết nối ổn định và đáng tin cậy trong môi trường khắc nghiệt.

Lắp đặt linh hoạt 

Phần lớn các switch công nghiệp có sẵn nhiều tùy chọn lắp đặt trên Din rail hoặc treo tường để lắp đặt. Đối với tùy chọn lắp đặt trên thanh ray DIN, nó là lựa chọn lý tưởng để sử dụng không gian tủ một cách hiệu quả trong môi trường khắc nghiệt. 

Ngoài ra, nó còn giúp đơn giản hóa quá trình lắp đặt. Switch công nghiệp lắp đặt trên thanh ray DIN có thể dễ dàng gắn vào các dải kim loại dài trong hệ thống lắp đặt tiêu chuẩn. Hơn nữa, switch công nghiệp có tùy chọn lắp đặt trên thanh ray DIN giúp bảo vệ thiết bị điện nhạy cảm. Ngoài ra, các switch công nghiệp treo tường cũng là lựa chọn phổ biến để lắp đặt một cách dễ dàng và thuận tiện.

Thiết kế không quạt 

Thiết kế không quạt là một trong những đặc điểm của switch công nghiệp. Thay vì sử dụng quạt để làm mát, switch công nghiệp thường sử dụng vỏ kim loại để tản nhiệt nhanh hơn. Thiết kế không quạt cho switch công nghiệp có thể giảm thiểu các vấn đề về bụi và độ ẩm. Với thiết kế này, switch công nghiệp đảm bảo tính ổn định và độ tin cậy trong các ứng dụng công nghiệp trong thời gian dài.

Lợi ích của switch công nghiệp

Như đã đề cập ở trên, switch Ethernet công nghiệp cung cấp khả năng truyền dữ liệu với hiệu suất và tốc độ cao cho các mạng công nghiệp. Ngoài ra, switch công nghiệp còn có sẵn ở các tốc độ khác nhau, từ 10G đến 100G. Do đó, các doanh nghiệp sử dụng switch công nghiệp cho nhiều mục đích khác nhau.

Sử dụng trong các môi trường khắc nghiệt 

Switch công nghiệp được thiết kế chắc chắn, có khả năng hoạt động ở nhiệt độ cao. Chính vì thế, chúng là sự lựa chọn lý tưởng cho những môi trường làm việc khắc nghiệt, như các nền tảng dầu khí, ứng dụng điện ngoài trời và nhiều hơn nữa. Nhờ đó, switch công nghiệp đảm bảo được tính ổn định và độ tin cậy trong những ứng dụng công nghiệp khó khăn.

Giúp giảm tiếng ồn và cải thiện kết nối mạng

Switch công nghiệp là thiết bị hỗ trợ kết nối với hai loại cáp là cáp quang và cáp xoắn đôi, để giúp truyền tải dữ liệu qua các khoảng cách khác nhau. Cáp quang là lựa chọn tối ưu để truyền tải tín hiệu qua khoảng cách xa, vì cáp xoắn đôi chỉ có thể truyền tín hiệu trong khoảng cách tối đa 100 mét. 

Với việc sử dụng switch công nghiệp, người dùng có thể giảm thiểu tiếng ồn điện và cải thiện kết nối mạng từ điểm đến điểm. Điều này rất hữu ích trong các môi trường đòi hỏi yêu cầu cao về độ ổn định của mạng như trong các nhà máy sản xuất, nhà máy điện, và các môi trường công nghiệp khác.

>>> Tham khảo bài viết với chủ đề liên quan: Ethernet Switch là gì? Cách thức hoạt động của switch.

Tối ưu chi phí mạng doanh nghiệp

Các switch công nghiệp không quản lý được sử dụng cho các mạng đầu vào và ít được ưu tiên. Chúng cung cấp bộ lọc gói cơ bản và hỗ trợ kết nối cho năm đến mười cổng với giá thành tương đối thấp. Điều này giúp đơn giản hóa mạng và giảm thiểu chi phí cho các doanh nghiệp muốn cải thiện hệ thống mạng của họ.

Quản lý mạng nâng cao

Các switch công nghiệp được phân thành hai loại chính là managed và unmanaged. Loại managed có tính năng quản lý mạng nâng cao, cung cấp các công cụ quản lý mạng hiện đại, giúp tăng cường bộ lọc lưu lượng, quản lý định tuyến mạng, ánh xạ thiết bị và nhiều tính năng khác. 

Ngoài ra, chúng còn cung cấp mức độ bảo mật mạng cao, giúp bảo vệ các dữ liệu nhạy cảm truyền qua mạng. Trong khi đó, loại unmanaged là lựa chọn lý tưởng cho các mạng đầu vào và ít ưu tiên. 

Chúng cung cấp bộ lọc gói cơ bản và hỗ trợ kết nối cho 5 đến 10 cổng với giá cả tương đối rẻ. Tùy thuộc vào nhu cầu và đặc tính của mạng, người sử dụng có thể lựa chọn loại switch phù hợp để tăng cường khả năng quản lý mạng và bảo mật dữ liệu.

Các loại switch công nghiệp khác nhau

Switch công nghiệp không được quản lý/ được quản lý

Một switch công nghiệp có thể được phân loại thành managed hoặc unmanaged dựa trên tính năng và chức năng khác nhau. Managed industrial switch cung cấp cho bạn khả năng quản lý, cấu hình và giám sát các cài đặt mạng LAN. 

Nó còn được gọi là hardened managed Ethernet switch, cho phép bạn thiết lập các điều khiển khác nhau trên lưu lượng mạng LAN Ethernet công nghiệp. Đối với unmanaged industrial switch, bạn không cần phải thiết lập bất cứ điều gì, chỉ cần cắm và chơi ngay lập tức với mạng của bạn.

Switch PoE/ Non-PoE công nghiệp

Switch PoE là một thiết bị mạng có chức năng PoE passthrough với nhiều cổng Ethernet để kết nối các đoạn mạng. Nó không chỉ truyền dữ liệu mạng mà còn cấp nguồn điện qua cáp mạng Ethernet. Ngược lại, Non-PoE switch không có chức năng PoE để cung cấp nguồn điện cho người dùng cuối qua Ethernet.

Các switch PoE/non-PoE có thiết kế công nghiệp chống ẩm ướt, bụi bẩn, dầu mỡ hoặc các chất khác có thể gây hại cho thiết bị được gọi là switch công nghiệp PoE hoặc non-PoE. Ngân sách PoE công suất cao của switch PoE công nghiệp có thể được sử dụng để triển khai và cấp nguồn cho các thiết bị trường trung tâm phía trên như camera giám sát IP và điều khiển van.

Lưu ý: Switch PoE công nghiệp cũng có thể được chia thành switch PoE công nghiệp quản lý và switch PoE công nghiệp không được quản lý.

Switch Din-rail / Switch Rackmount / Switch treo tường

Các switch Ethernet công nghiệp hỗ trợ nhiều loại và có thể được lắp đặt chính xác tại vị trí mà bạn cần, có thể lắp trên thanh DIN chuẩn (một thanh kim loại phổ biến được sử dụng để lắp đặt thiết bị điều khiển trong các giải pháp mạng công nghiệp), trong tủ điều khiển hoặc bên ngoài tủ điều khiển. 

Các mẫu switch chuyên dụng công nghiệp thường thấy bao gồm switch DIN-rail, switch treo tường và switch rackmount. Những switch được thiết kế đặc biệt này có thể cung cấp các tùy chọn lắp đặt linh hoạt để dễ dàng lắp đặt, sử dụng không gian tủ hiệu quả trong môi trường khắc nghiệt.

Một số ứng dụng thực tiễn của switch công nghiệp 

Switch công nghiệp có thể hoạt động tốt trong các môi trường khắc nghiệt. Trong khi đó, switch Ethernet thông thường không đủ đáng tin cậy để chuyển tải dữ liệu chính xác trong các môi trường đó. Các ứng dụng tiêu biểu của switch Ethernet công nghiệp bao gồm:

Ứng dụng trong ngành năng lượng 

Các ngành công nghiệp năng lượng là một trong những lĩnh vực ứng dụng chính của switch công nghiệp. Ví dụ, trong các mỏ dưới đất, việc sử dụng switch công nghiệp sẽ giúp ngăn chặn bụi, đất và các vật liệu hạt nhỏ khác gây hư hỏng thiết bị. 

Điều này đặc biệt quan trọng đối với các môi trường khắc nghiệt như các mỏ than và đá quý. Sử dụng switch công nghiệp trong ngành năng lượng có thể tăng độ tin cậy và độ bền của hệ thống mạng, từ đó giúp tối ưu hóa hoạt động của hệ thống.

Ứng dụng trong ngành giao thông vận tải

Switch công nghiệp được trang bị với thiết kế bảo vệ công nghiệp như IP40, có thể chịu được rung động và va đập cường độ cao, giúp bạn thu thập dữ liệu được tạo ra bởi các vật di chuyển. Với khả năng chống sốc tốt, switch công nghiệp là lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng vận chuyển như xe lửa hoặc tàu hỏa. 

Ngoài ra, các ứng dụng khác như đường sắt, hệ thống điện đường sắt hoặc cơ sở hạ tầng đường bộ cũng có thể tận dụng được lợi thế của switch công nghiệp để nâng cao độ tin cậy của hệ thống và đảm bảo an toàn cho người và hàng hóa.

Ứng dụng trong trạm biến áp

Switch công nghiệp trong ngành điện: Điện từ nhiễu cao là một thách thức lớn đối với các trạm điện, và 1 switch công nghiệp chắc chắn, đáng tin cậy và bảo mật là giải pháp để giải quyết vấn đề này. Vì switch công nghiệp có hiệu suất chống nhiễu mạnh mẽ và có thể hoạt động trong môi trường điện từ khắc nghiệt, trong khi switch thương mại không hỗ trợ được điều này.

Ứng dụng trong giám sát thành phố tương lai

Việc sử dụng switch công nghiệp trong hệ thống giám sát của thành phố là một lựa chọn thông minh. Bằng cách sử dụng switch PoE công nghiệp, việc cung cấp nguồn cho các thiết bị PoE như camera IP giám sát trong hệ thống giám sát thông minh sẽ trở nên đơn giản hơn. Điều này giúp giám sát đám đông và giao thông dễ dàng hơn. Với switch PoE công nghiệp mạnh mẽ, việc kiểm soát các thiết bị trở nên dễ dàng hơn.

Switch công nghiệp khác gì với switch thông thường?

Các switch công nghiệp và switch thông thường khác nhau về nhiều mặt như nhiệt độ hoạt động, phương pháp lắp đặt, ứng dụng,…

Về hình dáng, switch công nghiệp thường sử dụng thiết kế không quạt và vỏ kim loại tích hợp để phân tán nhiệt. Trong khi đó, switch thông thường thường có vỏ nhựa hoặc kim loại và một quạt để loại bỏ nhiệt.

Về nhiệt độ hoạt động, Ethernet công nghiệp có thể hoạt động trong một phạm vi nhiệt độ lớn từ -40 đến 75 độ C, trong khi switch thông thường chỉ hoạt động trong một phạm vi nhiệt độ từ 0 đến 50 độ C.

Về ứng dụng, switch công nghiệp được thiết kế để đáp ứng nhu cầu của môi trường công nghiệp, cung cấp kết nối mạng đáng tin cậy giữa các máy móc và các thiết bị khác. Trong khi đó, các mạng trong gia đình hoặc văn phòng thường sử dụng switch mạng tiêu chuẩn, cung cấp kết nối cơ bản giữa các thiết bị trên một mạng LAN.

Về phương pháp lắp đặt, switch công nghiệp có thể được lắp đặt theo nhiều cách, bao gồm rack, bàn phẳng, treo tường và DIN rail-mounted. Trong khi đó, switch thông thường thường được lắp đặt trên bàn hoặc trong một rack.

Về nguồn cung cấp điện, trong hầu hết các trường hợp, switch Ethernet công nghiệp cung cấp dự phòng nguồn điện kép. Nhưng đa số các switch thông thường trên thị trường thường chỉ hỗ trợ một nguồn cấp điện đơn.

Tạm kết

Ngày nay, switch công nghiệp là một giải pháp hiệu quả cho các ứng dụng mạng công nghiệp trên toàn thế giới. Với thiết kế chuyên dụng và kích thước nhỏ gọn, các switch Ethernet công nghiệp có thể hoạt động hiệu quả trong môi trường khắc nghiệt và giúp tiết kiệm không gian trong tủ điện. Hy vọng thông tin trên sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về switch công nghiệp và lý do tại sao chúng được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp hiện nay.