На современных промышленных предприятиях широкое распространение получили локальные вычислительные сети (ЛВС) на основе технологии Ethernet. Их главным преимуществом является простота настройки и масштабирования, что особенно важно в условиях быстро меняющейся рыночной ситуации.
Надежность и эффективность функционирования таких ЛВС обеспечивается использованием управляемых коммутаторов, которые могут работать на разных уровнях (L2 и L3). Коммутаторы L2 функционируют на канальном уровне, а L3 работают как на канальном, так и на сетевом уровнях, что позволяет им перенаправлять трафик на основе анализа IP-адресов и выполнять функции маршрутизатора внутри ЛВС.
До недавнего времени коммутаторы для промышленного сектора, поставляемые в Россию, производились компаниями из стран, с которыми сейчас сложные политические отношения. В связи с этим и не только из-за санкционной политики возникла необходимость освоения производства подобных устройств собственными силами. Это особенно важно для объектов инфраструктуры и стратегически важных производств, включая цифровые подстанции в электроэнергетике. Здесь оборудование должно обеспечивать высокий уровень управляемости и исключать риски стороннего вмешательства на программном уровне.
Ступинский Электротехнический Завод (СТЭЗ) с начала 2024 года реализовал и запустил полный цикл производства промышленных коммутаторов. Производственная линия включает SMT-монтаж печатной платы, корпусирование, установку прошивки на чипсет и проведение тестов. Линия рассчитана на выпуск 4000 изделий в год, с планами увеличения до более 12 тыс. единиц. Все изделия создаются на компонентной базе из дружественных России стран, а программное обеспечение основано на отечественной операционной системе реального времени (владельцем исходного кода является СТЭЗ), что обеспечивает высокий уровень информационной безопасности и возможности для оперативной кастомизации под конкретные заказы. Это в свою очередь является существенным конкурентным преимуществом среди компаний и производителей, ориентированных на массовое производство однотипной продукции.
Особое внимание СТЭЗ уделяет проверке и испытаниям выпускаемых коммутаторов. Они тестируются в климатической камере при температуре +70°С в течение 24 часов с использованием сетевого тестера BigTao. Во время этого испытания подключаются все порты коммутатора и проверяется отсутствие потерь пакетов и стабильность работы программного обеспечения.
История Ступинского Электротехнического Завода сама по себе весьма интересна. Завод был построен в 2019 г. на территории особой экономической зоны «Ступино Квадрат» и оснащен самым современным и передовым оборудованием. Тогда он был дочерним предприятием немецкого концерна, который ушел с российского рынка в 2022 году. В том же году завод был приобретен группой компаний «Авалон» и стал частью НПО «АвалонЭлектроТех», продолжив свою работу под названием ООО «Ступинский Электротехнический Завод». Сейчас СТЭЗ работает на полную мощность, расширяя производственные объемы и ассортимент, укрепляя технологический суверенитет страны.
Кроме завода, «АвалонЭлектроТех» и СТЭЗ располагают собственным центром разработок, центром комплексных решений, а также уникальной испытательной лабораторией и метрологической службой. Все это позволило вывести производство промышленных коммутаторов на мировой уровень качества.
На момент написания статьи СТЭЗ выпускал STEZ48xx — серию управляемых промышленных магистральных коммутаторов формфактора 1U, 19 дюймов, а также серию STEZ30хх — управляемые гигабитные промышленные коммутаторы для установки на DIN-рейку. По ним сейчас идет процесс внесения в реестр Минпромторга (реестр российской промышленной продукции).
Важным свойством перечисленных серий является использование в них пассивного охлаждения. Т. е. охлаждение осуществляется только за счет естественного движения воздуха, без использования вентилятора. Благодаря такой особенности коммутатор не «засасывает» внутрь пыль, присутствующую в заводских цехах. Пассивное охлаждение стало возможным благодаря применению современной элементной базы с пониженным тепловыделением.
Также следует отметить их расширенный рабочий температурный диапазон, область которого от –40°С до +75°С.
Еще одной важной особенностью коммутаторов, выпускаемых на СТЭЗ, — это поддержка одновременной работы нескольких сессий зеркалирования. Одновременно допускается зеркалирование данных на два порта назначения. Поддерживается функционал удаленного зеркалирования, имеется поддержка VLAN.
Серия STEZ48xx
Коммутаторы данной серии предназначены для установки в стойку. Они оснащены следующими интерфейсами:
- гигабитный порт 10/100/1000Base-T(X) RJ45 порты, 1000Base-X, SFP (зависит от модели);
- Fast Ethernet порты 100Base-FX, SFP;
- консольный порт RS232;
- разъем RJ45;
- порт сигнализации, представляет собой 3-жильный разъем с шагом 5,08 мм.
Модели в серии различаются главным образом набором портов. STEZ4800-16SFP-4G имеет 16 портов 100Base-X SFP порта, 4 порта 100/1000Base-X SFP. В модели STEZ4800-16GSFP предусмотрено 16 портов 100/1000Base-X SFP. А больше всего общее количество портов наличествует в STEZ4824-4G: 4 порта 10/100Base-TX, 4 порта 100/1000Base-X SFP.
Большое внимание разработчики серии STEZ48xx уделили вопросам безопасности. В коммутаторах реализована поддержка IEEE802.1X, HTTPS/SSL, SSH, RADIUS и TACACS+. Имеются функции классификации пользователей и привязки MAC-адреса порта. При необходимости возможна изоляция портов. Коммутаторы оснащены развитой системой дистанционного мониторинга и управления, в том числе через Web-интерфейс.
Возможно обновление программного обеспечения по протоколу FTP.
Коммутаторы серии STEZ48xx полностью обеспечивают функции:
- ARP Proxy;
- RIPv1/v2;
- OSPFv2;
- статическую маршрутизацию;
- BGP;
- VRRP.
Напряжение питания коммутаторов 100–240 В переменного тока с частотой 50/60 Гц, либо 110–220 В постоянного тока. При питании от резервных источников допускается нахождение напряжения в пределах 85–264 В для переменного тока и 77–300 В для постоянного тока. Обращает внимание, что потребляемая коммутаторами мощность составляет менее 25 Вт, что для устройств данного класса является весьма малым значением. Как уже отмечалось, благодаря данному обстоятельству удалось реализовать пассивную систему теплоотвода.
Габариты составляют 440x44x322 мм, вес — 5 кг. Класс защиты IP40, т. е. изделие защищено от попадания внутрь частиц размером менее 1 мм и не защищено от попадания воды.
Коммутатор на DIN-рейку
Развитие современных инфраструктурных решений требует большего количества коммутаторов и в том числе приводит к необходимости размещения коммутаторов в системах автоматики рядом с оборудованием. Это привело к созданию гигабитных коммутаторов, предназначенных для установки на DIN-рейку. Создание коммутатора в таком исполнении — непростая задача, но на СТЭЗ с ней успешно справились, представив рынку модель STEZ3000-8G-4GSFP.
Рассматриваемый коммутатор имеет относительно небольшие габариты 88x135x137 мм. Естественно, при пассивной системе охлаждения это обстоятельство накладывает определенные ограничения на потребляемую мощность. В основном режиме она не превышает 20 Вт, но есть еще «зеленый» режим, при котором потребляемая мощность не превышает 8 Вт.
По меркам устройства для размещения на DIN-рейке у STEZ3000-8G-4GSFP превосходный набор интерфейсов:
- гигабитный порт 1000Base-X SFP — 4 шт.;
- порт 10/100/1000Base-T(X) RJ45 — 8 шт.;
- консольный порт RS232;
- разъем RJ45;
- порт сигнализации в виде 3-жильного разъема с шагом 5,08 мм.
В плане безопасности STEZ3000-8G-4GSFP поддерживает те же функции, что и STEZ48xx. Коммутатор имеет развитую систему дистанционного мониторинга и управления, в том числе через Web-интерфейс. Предусмотрена возможность обновления программного обеспечения по прото-колу FTP.
Функционал модели STEZ3000-8G-4GSFP предусмотрен следующий:
- прокси-ARP;
- RIP v1/v2;
- OSPFv2;
- статическая маршрутизация;
- VRRP.
Напряжение питания коммутатора 100–240 В переменного тока с частотой 50/60 Гц, либо 110–220 В постоянного тока. При питании от резервных источников допускается нахождение напряжения в пределах 85–264 В для переменного тока и 77–300 В для постоянного тока. Кроме этого, предусмотрено питание от источника постоянного тока напряжением 24–48 В. Класс защиты от пыли и влаги IP40, т. е. такой же, как у моделей, предназначенных для монтажа в стойку.
Применение в электроэнергетике
Наше издание специализируется на описании оборудования, решений и технологий для электроэнергетики, поэтому читателей, наверное, в первую очередь интересует вопрос: «Как это все может быть использовано в нашей отрасли?» Все описанные выше коммутаторы поддерживают протокол IEC61850 MMS. Стандарт IEC61850 и его российская адаптация ГОСТ МЭК 61850 описывают форматы данных и способы их передачи на цифровых подстанциях электросетей. Соответственно, промышленные коммутаторы уровня L3 производства Ступинского Электротехнического Завода (изделия маркируются логотипом ©STEZ) могут использоваться на таких подстанциях. Современное производство и тщательный выходной контроль обеспечивают высокую надежность продукции. Благодаря освоению производства данного типа коммутаторов открываются широкие перспективы для цифровизации российской электроэнергетики.
