Welke Switch is geschikt voor PROFINET?
In de zoektocht naar een geschikte switch voor PROFINET, moet er als eerste een keuze gemaakt worden voor een managed of een unmanaged switch. Binnen PROFINET zijn beide types toegestaan, maar wat zijn eigenlijk de verschillen? En wat is de beste keuze?
Allereerst zullen we de specificaties van een PROFINET switch controleren, zoals door de PI organisatie omschreven:
Wanneer prioriteit van PROFINET verkeer gewenst is, dan zal de switch ook Quality of Service (QoS) zoals beschreven in IEEE 802.1Q moeten ondersteunen.Om ‘neighorhood’ informatie te verkrijgen, stuurt PROFINET multicast berichten met een speciaal ethertype van switch poort naar switch poort. De ontvanger mag dit bericht niet doorsturen naar andere poorten. Deze eigenschap wordt beschreven in IEEE 802.1AB. Tenslotte dient een PROFINET switch ook nog minimaal 10kb buffer te hebben per poort wanneer de switch minder dan 8 poorten heeft, of minimaal 80kb buffer wanneer de switch 8 of meer poorten heeft. Deze eis is vaak lastiger te vinden in de specificaties van switches.
Unmanaged switch
Iedere switch stuurt de inkomende ethernet frames door naar de poort waaraan de ontvangende deelnemer aangesloten zit. Kort door de bocht is dit ook de enige functionaliteit van een unmanaged switch. Voor diagnose heeft de switch (zoals bijna iedere ethernet aansluiting) diagnose LEDs. Iedere poort heeft LEDs die aangeven of er ethernet verkeer op de poort is.
Het is echter niet mogelijk om de kwaliteit van de communicatie te controleren. Zo is het bijvoorbeeld bij een unmanaged switch onmogelijk om te zien wat de gebruikte bandbreedte is, of het aantal foutieve berichten op de poort. Het is belangrijk dat de switches voldoen aan de minimale eisen van PROFINET, zoals hierboven beschreven (LLDP Blocking, minimale buffers).
Managed switch
Door het implementeren van verschillende IT protocollen heeft een managed switch intelligentie aan boord die bij een unmanaged switch ontbreekt.
Voorbeelden van deze protocollen zijn bijvoorbeeld het Simple Network Management Protocol (SNMP), Link Layer Discovery Protocol (LLDP), Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) en Internet Group Management Protocol (IGMP).
Binnen een PROFINET netwerk kunnen wij gebruik maken van deze IT protocollen. Zo is het SNMP protocol handig om informatie op te vragen die de switch opslaat. Onder deze data valt onder andere het aantal foutieve berichten dat op een poort ontvangen is, en de bandbreedte die verbruikt wordt. LLDP kan binnen PROFINET gebruikt worden om de topologie van het netwerk op te vragen, daarbij kan dankzij LLDP ook een PROFINET device vervangen worden zonder extra tools of configuratie.
Door gebruik te maken van de IT protocollen die in de managed switch geïmplementeerd zijn, is er netwerkinformatie beschikbaar die belangrijk is voor het voorkomen van downtime, maar ook voor eenvoudige en snelle troubleshooting.
Vaak hebben managed switches ook nog opties tot het instellen van een ‘port-mirror’. Hiermee kan eenvoudig data worden gedupliceerd naar een andere poort. Deze data kan dan met een tool zoals wireshark worden geanalyseerd.
Managed switches zijn kostbaarder dan een unmanaged switch, hiervoor krijgt de gebruiker wel veel extra functionaliteit, die binnen PROFINET zeker van pas kan komen.
Managed switch met het PROFINET protocol
Er zijn ook managed switches met het PROFINET protocol, de PROFINET switch. Deze switch heeft naast de IT protocollen die in een managed switch zitten, ook het PROFINET protocol geïmplementeerd.
Dankzij deze implementatie is de switch een PROFINET IO device. Dit betekent dat de switch een GSDML file heeft, en kan worden opgenomen in de hardware configuratie.
Met deze functionaliteit is de diagnose informatie van de switch, evenals de configuratie ervan beschikbaar in de PLC.
Hierdoor kan de PLC direct handelen op een event, zoals het onderbroken worden van een MRP ring. Tevens is het mogelijk om in de PLC software poorten af te sluiten, iets wat beveiliging van het netwerk ten goede komt.
Binnen PROFINET zijn dus zowel unmanaged switches, managed switches als PROFINET switches toegestaan. Wanneer er gekeken wordt naar de meerwaarde van een switch, dan is het vanwege de vele extra opties aan te bevelen om voor de managed switches of PROFINET switch te kiezen. Unmanaged switches voldoen aan de eisen van PROFINET, maar zullen geen uitkomst bieden bij problemen.