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厚石网络IS6000系列工业交换机评测

厚石网络IS6000系列工业交换机评测

2022/1/13 21:41:38

伴随第四次工业革命来临,智能生产、光伏风电、新能源、物联网、云计算等新技术、新方法大量应用,社会生产力得到空前发展。而工业互联网提供人、机、物的信息联网,发挥着神经中枢般关键作用,奠定第四次工业革命的基石。工业互联网要求网络设备安装在工业控制一线现场,应对各种恶劣环境和复杂情况,于是工业级以太网交换机应运而生。

而在以太网的设计之初,并没有考虑到工业应用现场的的应用需求,市面上主流的交换机基本上也都是商业应用的较多,因此当商业应用交换机部署于工业现场时,面对恶劣的工作气候环境、各种震动因素、电磁干扰等,普通商用交换机的稳定性将面临各种考验与挑战。因此,在工业应用的场景中需要铸造一款稳如磐石的工业级交换机,工业交换机应具有高可靠、性能稳定、安全保障的特点,以应对各种复杂的工业环境稳定运行。

在第四次工业革命,工业应用的空前发展对工业通信的需求背景趋势和机遇下,深圳市厚石网络科技(以下简称厚石网络或Primestone)团队经过精心研制,不断创新积累,厚积薄发,秉着打造“工业级物联网提供安全、智能、可靠的数据通信解决方案”的初衷,铸造出品质过硬稳如磐石的一系列工业级交换机。

厚石网络的工业交换机主要包括几个大的系列,其中以IS1000系列、IS2000系列、IS3000系列、IS5000系列、IS6000系列等多个系列产品为核心,围绕这几个系列产品,衍生出各类工业交换机,包括以安装方式分类的DIN卡轨式以及机架式、壁挂式、桌面式安装的交换机,以性能为分类的百兆、千兆、万兆等速率叫花鸡,以及各种的接口形态包括RJ45Micro-DDB9SFPST等。

那么前面对工业交换机提出重多可靠性这些要求,如何去保证呢,就需要对工业级交换机进行评测,采取一些方法手段对工业交换机进行模拟测试,也就说工业交换机好不好,全靠评测,用数据说话!

铸精品-厚积薄发稳如磐石,此次对厚石网络IS6000系列工业交换机进行详细评测。

1、精工锻造沉着稳重

IS6000系列外观采用高强度精钢锻造而成,扎实敦厚,沉着稳重,设计是一款19英寸1U高,机架式安装的工业级交换机,同时还可以灵活的支持壁挂式安装,还配置丰富的端口,比一般商用交换机更小的体积,其英姿风采如下图:

1.png

1IS6000系列工业交换机

厚石网络IS6000系列工业交换机最大支持24个千兆端口+4个千兆Combo端口,采用模块化设计,可根据工业应用现场灵活选用电端口或者光端口,电端口支持10/100/1000Mbps自适应,光端口支持100/1000Mbps性能。支持三层和二层网络的整体交换容量可达56G以上。

配置有工业级别的宽压范围双冗余供电输入,支持ACDC输入,从容面对各种恶劣的取电环境,电源模块符合工业安全标准的设计,确保工业应用现场的安全。IS6000系列还配置有多个告警输出节点,可以实时感知到故障并通报,极大的提高了工业应用可维护性,节省成本。

厚石网络IS6000系列工业交换机提供丰富的软件功能,支持高可靠性的环形冗余链路保护功能,环形冗余链路可实现≤20ms级别的网络保护路径切换;对于工业场景应用中的最大威胁广播风暴,IS6000系列还提供了完善的广播风暴智能管控特性;通过这些可靠特点,极大的保护了工业网络的财产安全。

2、铸造传输大道,交换转发性能实测

   工业级交换机的转发性能是工业现场应用的数据通信的关键,性能指标评测包括吞吐量、丢包率、延时几个参数,评测方法遵循RFC2544标准。评测工具采用专业的网络测试仪器。

   IS6000的多个端口与网络测试仪相连,通过网络测试仪的内置RFC2544标准测试套件,执行测试,拓扑如下图:

2.png

2IS6000系列工业交换机性能评测图

吞吐量测试结果:

Frame size

Tx Port

Rx Port

Tx Tput(pps(Mbps))

Tx Tput(%)

64

[1,1,1]

[1,1,2]

1488096(1000.00)

100.00%

64

[1,1,2]

[1,1,1]

1488096(1000.00)

100.00%

128

[1,1,1]

[1,1,2]

844595(1000.00)

100.00%

128

[1,1,2]

[1,1,1]

844595(1000.00)

100.00%

256

[1,1,1]

[1,1,2]

452899(1000.00)

100.00%

256

[1,1,2]

[1,1,1]

452899(1000.00)

100.00%

512

[1,1,1]

[1,1,2]

234963(1000.00)

100.00%

512

[1,1,2]

[1,1,1]

234963(1000.00)

100.00%

1024

[1,1,1]

[1,1,2]

119732(1000.00)

100.00%

1024

[1,1,2]

[1,1,1]

119732(1000.00)

100.00%

1280

[1,1,1]

[1,1,2]

96154(1000.00)

100.00%

1280

[1,1,2]

[1,1,1]

96154(1000.00)

100.00%

1518

[1,1,1]

[1,1,2]

81275(1000.00)

100.00%

1518

[1,1,2]

[1,1,1]

81275(1000.00)

100.00%

丢包率测试结果:

Frame size

Tx Port

Rx Port

Tx Tput(pps(Mbps))

Tx Tput(%)

64

[1,1,1]

[1,1,2]

1488096(1000.00)

100.00%

64

[1,1,2]

[1,1,1]

1488096(1000.00)

100.00%

128

[1,1,1]

[1,1,2]

844595(1000.00)

100.00%

128

[1,1,2]

[1,1,1]

844595(1000.00)

100.00%

256

[1,1,1]

[1,1,2]

452899(1000.00)

100.00%

256

[1,1,2]

[1,1,1]

452899(1000.00)

100.00%

512

[1,1,1]

[1,1,2]

234963(1000.00)

100.00%

512

[1,1,2]

[1,1,1]

234963(1000.00)

100.00%

1024

[1,1,1]

[1,1,2]

119732(1000.00)

100.00%

1024

[1,1,2]

[1,1,1]

119732(1000.00)

100.00%

1280

[1,1,1]

[1,1,2]

96154(1000.00)

100.00%

1280

[1,1,2]

[1,1,1]

96154(1000.00)

100.00%

1518

[1,1,1]

[1,1,2]

81275(1000.00)

100.00%

1518

[1,1,2]

[1,1,1]

81275(1000.00)

100.00%

延时测试结果:

Frame size

Rate(%)

Tx Port

Rx Port

Latency(S&F)

64

100%

[1,1,1]

[1,1,2]

2.520μs

64

100%

[1,1,2]

[1,1,1]

2.589μs

128

100%

[1,1,1]

[1,1,2]

2.580μs

128

100%

[1,1,2]

[1,1,1]

2.648μs

256

100%

[1,1,1]

[1,1,2]

2.537μs

256

100%

[1,1,2]

[1,1,1]

2.565μs

512

100%

[1,1,1]

[1,1,2]

2.535μs

512

100%

[1,1,2]

[1,1,1]

2.571μs

1024

100%

[1,1,1]

[1,1,2]

2.472μs

1024

100%

[1,1,2]

[1,1,1]

2.522μs

1280

100%

[1,1,1]

[1,1,2]

2.508μs

1280

100%

[1,1,2]

[1,1,1]

2.554μs

1518

100%

[1,1,1]

[1,1,2]

2.692μs

1518

100%

[1,1,2]

[1,1,1]

2.732μs

通过吞吐量性能、丢包率性能、延时性能实际评测,IS6000系列工业交换机表现优越,不仅端口丰富,功能丰富,其吞吐量可以稳定的达到1000M,且在千兆吞吐量的情况下丢包率为0,再看延时测试结果,同样表现优秀,转发延时<3μs结果表现性能快速稳定。

3、工业应用环境特点实测,接受酷暑与严寒的两重天考验

   酷暑与严寒两重天这只是一个形容,实际应用中不止有酷暑的高温以及严寒的冰冻,沿海地区还有空气中具有腐蚀特点的盐这些元素,桑拿般的水汽湿度,那么在测试工业交换机时就需要考虑这些方面的情况。

IS6000系列工业交换机支持-40~75℃的工作温度范围,遵循国标GB/T2324系列标准进行测试。

低温试验采用的严酷等级是-40℃条件下进行试验,遵循GB/T2423.1标准的测试要求,严格对IS6000系列工业交换机进行测试。

高温试验采用的严酷等级是85℃条件下进行试验,遵循GB/T2423.2标准的测试要求,严格对IS6000系列工业交换机进行高低温评测。

3.png

3IS6000温度测试环境图

低温和高温试验分别将≥2IS6000系列样品放置在恒温恒湿箱箱体内,并在箱体外部使用网络测试仪对IS6000的性能进行测试监视,在采用电脑对IS6000的系统运行状态进行监视。

4.png

4:性能检测和系统监视环境图

低温和高温分别进行72小时不间断的烘烤,同时观察IS6000系列样品的性能检测情况以及系统运行状态,测试结果如下:

序号

检查项

检查标准

监测结果

备注

1

连接状态

没有出现断开

Pass

2

供电状态

两路电源工作镇冲,电源指示灯正常

Pass

3

外观

外观无型变

Pass

4

系统状态

运行正常

Pass

5

性能监测

无数据丢失,无CRC错误

Pass

 

低温性能监测图

4.1.png

高温性能监测图

4.2.png

 

在整个测试过程中,IS6000样品没有出现性能下降,没有出现复位crash的现象,由此可见,IS6000在应对高低温恶略环境中均能轻松应对,稳定运行。

4、工业应用环境特点实测,电磁干扰的挑战

在工业应用现场往往存在各种电磁干扰,因为在工业现场部署有大量的各种电气设备以及环境的因素,这些因素会产生一些列的干扰,对工业通信产生极大的威胁,特别是一些关键应用如铁路、电网、医疗等行业如果存在干扰,则后果将是难于预料的。电磁干扰的影响举个栗子例如在打电话时,如果环境中存在电磁干扰,将会导致通话不清晰甚至中断。

那么电磁干扰有很多种类型,其中对设备具有破环性并且可能产生危及人身伤害的是雷击浪涌、静电放电、电快速脉冲群几个实验。电磁干扰的试验遵循IEC61000-4系列标准,标准中定义了试验的等级以及参数,同时还规定了几个判定依据,分别是:

性能评价判据

判据说明

A

试验中产品各项指标正常

B

实验中,设备允许出现短暂的性能下降或功能丧失,但可以自我恢复,试验后工作正常

C

实验中,设备允许出现短暂的性能下降或功能丧失,需要通过人为手工接入或通过系统复位来进行恢复

下面就对IS6000系列工业交换机进行EMC电磁兼容测试:

5.png

5EMC实验中

6.jpg

6EMC实验中

EMC试验评测结果:

试验项目

执行标准

判据

测试结果

传导辐射

IEC61000-6-4

Class   A

Pass

辐射发射

IEC61000-6-4

Class   A

Pass

射频电磁场辐射抗扰度试验

IEC61000-4-3

Class   A

Pass

电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

IEC61000-4-4

Class   A

Pass

浪涌(冲击)抗扰度试验

IEC61000-4-5

Class   A

Pass

静电放电抗扰度试验

IEC61000-4-2

Class   A

Pass

射频场感应的传导骚扰抗扰度试验

IEC61000-4-6

Class   A

Pass

工频磁场抗扰度试验

IEC61000-4-8

Class   A

Pass

脉冲磁场抗扰度试验

IEC61000-4-9

Class   A

Pass

阻尼振荡磁场抗扰度试验

IEC61000-4-10

Class   A

Pass

振荡波抗扰度试验

IEC61000-4-12

Class   A

Pass

电压暂降抗扰度试验

IEC61000-4-11

Class   A

Pass

IS6000系列工业交换机的EMC试验结果为全部通过。说明IS6000系列即使在强电磁干扰的环境中也能正常工作和通信传输的保障,表现出色。确保了在不同的工业应用现场以及高强度的电磁干扰环境都能够稳定运行。

5、工业应用环境特点实测,抗震动以及抗冲击

震动冲击跌落也是工业应用环境的特点之一,例如铁路轨道应用、船舶运输应用、抗地震灾害等,工业交换机要求能够在这些复杂的工业工况中能够稳定运行,就要求工业级交换机对这这些外力冲击的情况下均能够正常工作,要求工业交换机进行相关的试验。以下对IS6000进行试验评测,遵循IEC 60068-2-6IEC 60068-2-27、地震波模拟、跌落测试等相关标准。以下我们开始对IS6000系列工业交换机进行试验评测。

 

7.jpg

7:振动抗震实验中

 

8.png

8:振动抗震实验中

测试结果:

序号

检查项

检查标准

监测结果

备注

1

连接状态

没有出现断开

Pass

2

供电状态

两路电源工作镇冲,电源指示灯正常

Pass

3

外观

外观无型变

Pass

4

系统状态

运行正常

Pass

5

性能监测

无数据丢失,无CRC错误

Pass

 

在遭受强大的外力震动冲击试验后,IS6000系列工业交换机仍然完好无损,并且能够继续稳定工作,数据性能传输无丢失。表现出工业级产品的坚固特性。

6、总结

通过一系列的试验评测,厚石网络的IS6000系列工业级交换机能够轻松应对各种恶劣环境,能够经受高温严寒的极端考验,更能轻松应对突发震动和撞击,在抗电磁干扰方面也表现突出,完全可以满足如电力、交通、冶金、煤炭、石化等各行业复杂环境下的应用,为各种工业生产的组网需求,提供了可靠的设备支撑,为工业应用保驾护航。

审核编辑(
王静
)
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