Amphenol SwitchBlox Industrial：小體積高性能工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)的卓越之選

在工業(yè)和移動應(yīng)用的復(fù)雜環(huán)境中，對于以太網(wǎng)交換機(jī)的需求愈發(fā)嚴(yán)苛，不僅要滿足高速穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸，還要適應(yīng)空間、重量和價(jià)格等多方面的限制。Amphenol的SwitchBlox Industrial以太網(wǎng)交換機(jī)便是針對這些需求精心打造的一款產(chǎn)品。接下來，我們就深入了解一下這款交換機(jī)的特點(diǎn)、規(guī)格、操作方法等內(nèi)容。

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產(chǎn)品概述

Amphenol SwitchBlox Industrial是一款小型的5端口10/100Mbps（10BASE - T/100BASE - T）二層非管理型和輕管理型以太網(wǎng)交換機(jī)。它采用非阻塞架構(gòu)，能夠讓所有端口同時(shí)達(dá)到100Mbps的傳輸速度。該產(chǎn)品是對SwitchBlox系列的升級，更堅(jiān)固耐用，適用于對空間、重量和價(jià)格敏感的工業(yè)及移動應(yīng)用場景。它的輸入電壓范圍為6.5V至60V，還能提供5A、2A的功率輸出，板載PoE注入功能，并配備微控制器以支持自定義固件上傳。

框圖

應(yīng)用場景拓展

以太網(wǎng)交換機(jī)在眾多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，Amphenol SwitchBlox Industrial也不例外。在一些對網(wǎng)絡(luò)管理要求較高的場景中，如企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中心，可利用其支持的QoS、端口鏡像和VLAN管理等功能，對網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行精細(xì)控制和監(jiān)控，確保關(guān)鍵業(yè)務(wù)的穩(wěn)定運(yùn)行。在工業(yè)自動化生產(chǎn)線上，它能憑借高可靠性和寬溫工作范圍，保障設(shè)備之間的數(shù)據(jù)高效傳輸，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動化和智能化。此外，在交通樞紐、地震監(jiān)測等場景中，以太網(wǎng)交換機(jī)也發(fā)揮著重要作用。在交通樞紐，它可實(shí)現(xiàn)高速、可靠的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，同時(shí)保障網(wǎng)絡(luò)安全；在地震監(jiān)測中，能滿足數(shù)據(jù)采集和處理的高性能、高可靠需求，確保地震監(jiān)測的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。

產(chǎn)品特性

端口與速率

具備5個(gè)10/100M（10/100BASE - T）非阻塞以太網(wǎng)端口，可同時(shí)滿足多個(gè)設(shè)備的高速數(shù)據(jù)傳輸需求。并且每個(gè)端口都能達(dá)到100Mbps的速率，為數(shù)據(jù)的快速交換提供了保障。

電源輸入

輸入電壓范圍為6.5至60V，這種寬電壓輸入設(shè)計(jì)使得交換機(jī)在不同的電源環(huán)境下都能穩(wěn)定工作。同時(shí)，電壓輸入具備反向保護(hù)和瞬態(tài)保護(hù)功能，有效防止因電源極性接反或電壓瞬變對設(shè)備造成損壞。

工作溫度

工作溫度范圍為 - 40°C至 + 85°C，能適應(yīng)各種惡劣的工業(yè)環(huán)境，無論是高溫的工廠車間還是寒冷的戶外場所，都能正常運(yùn)行。

尺寸與接口

采用38mm x 38mm的小尺寸電路板設(shè)計(jì)，節(jié)省空間，便于集成到各種設(shè)備中。電源和端口使用Molex Picoblade連接器，連接方便且穩(wěn)定。

PoE功能

每個(gè)端口可提供15W的PoE（以太網(wǎng)供電）注入，可通過DIP開關(guān)進(jìn)行選擇。PoE功能的加入，使得交換機(jī)可以為連接的設(shè)備如IP攝像頭、無線接入點(diǎn)等直接供電，減少了額外的電源布線，簡化了網(wǎng)絡(luò)部署。同時(shí)，交換機(jī)還具備自動MDIX交叉功能，無需區(qū)分直連線和交叉線。

管理功能

具有非管理型（即插即用）功能，無需復(fù)雜的配置即可直接使用。此外，還可通過嵌入式的STM32L011F4U6微控制器實(shí)現(xiàn)管理型交換機(jī)的功能，如VLAN（虛擬局域網(wǎng)）設(shè)置、QoS（服務(wù)質(zhì)量）控制、端口鏡像等。并且支持可編程RGB LED，通過STM32可對其進(jìn)行控制，方便用戶了解設(shè)備的工作狀態(tài)。

規(guī)格參數(shù)

操作說明

非管理型模式

在非管理型應(yīng)用中，操作非常簡單。首先，將6.5V至60V的電壓施加到電壓輸入端子；然后，使用RJ45到Picoblade電纜將外部設(shè)備連接到以太網(wǎng)端口；之后，交換機(jī)將自動與連接的設(shè)備建立通信，并開始接收和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。

管理型模式

若要使用管理型功能，可將ARIES軟件下載到PC上，然后使用TTL（3.3V）UART端口將交換機(jī)連接到PC，即可通過軟件對交換機(jī)進(jìn)行配置，實(shí)現(xiàn)VLAN設(shè)置、端口鏡像和QoS等功能。

使用注意事項(xiàng)

雖然未找到Amphenol SwitchBlox Industrial的具體使用注意事項(xiàng)，但結(jié)合一般以太網(wǎng)交換機(jī)的使用經(jīng)驗(yàn)，我們在使用該產(chǎn)品時(shí)仍有一些要點(diǎn)需要關(guān)注。

電源方面

由于該交換機(jī)可在6.5 - 60V的寬電壓范圍內(nèi)工作，在接入電源時(shí)，一定要確保輸入電壓在這個(gè)范圍內(nèi)，避免因電壓過高或過低損壞設(shè)備。同時(shí)，要注意電源的穩(wěn)定性，盡量使用質(zhì)量可靠的電源適配器。此外，盡管交換機(jī)具備反向保護(hù)和瞬態(tài)保護(hù)功能，但在連接電源時(shí)，還是要仔細(xì)確認(rèn)電源極性，防止意外情況發(fā)生。

PoE功能使用

在使用PoE功能為連接設(shè)備供電時(shí)，要注意每個(gè)端口的功率限制為15W。如果連接的設(shè)備功率過大，可能會導(dǎo)致供電不足或設(shè)備無法正常工作。另外，當(dāng)同時(shí)從所有PoE端口獲取300mW功率時(shí)，可能會導(dǎo)致交換機(jī)過熱，因此在實(shí)際應(yīng)用中，最好先進(jìn)行測試，合理分配PoE端口的使用。而且，要啟用PoE功能，必須在R43位置安裝一個(gè)0歐姆的電阻，這一點(diǎn)在配置時(shí)不要遺漏。

溫度環(huán)境

該交換機(jī)的工作溫度范圍為 - 40°C至 + 85°C，存儲溫度范圍為 - 50°C至 + 85°C。在使用過程中，要確保設(shè)備處于這個(gè)溫度范圍內(nèi)，避免在極端溫度環(huán)境下使用，否則可能會影響交換機(jī)的性能和壽命。如果在高溫環(huán)境下使用，要注意做好散熱措施，如增加散熱片或風(fēng)扇等。

設(shè)備連接

在連接外部設(shè)備到以太網(wǎng)端口時(shí)，要使用RJ45到Picoblade電纜，并確保連接牢固。如果連接松動，可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定或中斷。同時(shí)，在進(jìn)行設(shè)備連接和斷開操作時(shí)，最好先關(guān)閉交換機(jī)電源，避免因電流沖擊損壞設(shè)備。

連接與配置

連接器與引腳

電壓輸入

左上角的連接器為電壓輸入端子，采用四針連接器，方便在不同電路板之間進(jìn)行電壓輸入的級聯(lián)。其最大允許電壓為65V，具備反向極性保護(hù)功能。引腳定義明確，在連接時(shí)需注意正負(fù)極性。

電壓輸出

中間左側(cè)的連接器為電壓輸出端子，同樣使用四針連接器以增加最大輸出電流。輸出電壓為5V±5%，輸出電流為2A。

以太網(wǎng)端口

交換機(jī)上有5個(gè)以太網(wǎng)連接器，每個(gè)連接器有4個(gè)引腳，對應(yīng)100BASE - X所需的4個(gè)信號（T +、T -、R +和R -），所有連接器的引腳映射相同。

擴(kuò)展接口

交換機(jī)還設(shè)有擴(kuò)展頭，用于交換機(jī)管理，提供了如IP175GHI上的MDIO引腳等接口。此外，電路板背面有SWD編程頭，可通過SWD對STM32L011F4U6進(jìn)行編程，需要使用如J - Link 6針針式適配器等工具。

軟件接口

SMI（串行管理接口）

交換機(jī)使用IP175GH進(jìn)行以太網(wǎng)交換，默認(rèn)以非管理型交換機(jī)模式運(yùn)行。若要實(shí)現(xiàn)QoS、端口鏡像和VLAN管理等管理功能，需通過SMI進(jìn)行配置。SMI與I2C在物理層面相似，但數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)略有不同，在SwitchBlox Industrial上，MDC和MDIO分別連接到STM32L011F4U6的PB6和PB7引腳。

UART

STM32L011F4U6的PA0（LPUART1_RX）和PA1（LPUART1_TX）引腳暴露在擴(kuò)展頭上，可通過該UART端口使用自定義軟件對交換機(jī)進(jìn)行配置，實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)收發(fā)。

設(shè)備配置與操作

非管理型模式

使用非管理型交換機(jī)時(shí)，只需將6.5V至60V的電壓施加到電壓輸入端子，然后用RJ45到Picoblade電纜將外部設(shè)備連接到以太網(wǎng)端口，交換機(jī)即可自動與連接設(shè)備建立通信并開始數(shù)據(jù)的接收和轉(zhuǎn)發(fā)。

管理型模式

若要使用管理型功能，需將ARIES軟件下載到PC上，并通過TTL（3.3V）UART端口將交換機(jī)連接到PC，然后在軟件中進(jìn)行相應(yīng)的配置。

設(shè)備特性與注意事項(xiàng)

絕對最大額定值

設(shè)備的電壓輸入最大值為65V，PoE每個(gè)端口的電流輸送最大值為350mA，5V輸出電流最大值為2.3A。存儲溫度范圍為 - 55°C至 + 125°C，工作溫度范圍為 - 40°C至 + 85°C。在這些極限條件下使用會縮短設(shè)備的使用壽命，因此應(yīng)盡量避免。

標(biāo)稱測試額定值

標(biāo)稱測試時(shí)，電壓輸入為65V，PoE每個(gè)端口的電流輸送為0mA，5V輸出電流為0mA。需要注意的是，產(chǎn)品規(guī)格可能會在無通知的情況下發(fā)生變化，如需最新規(guī)格信息，可聯(lián)系A(chǔ)mphenol Corporation的銷售辦公室。

Amphenol SwitchBlox Industrial以太網(wǎng)交換機(jī)以其小巧的體積、豐富的功能和出色的性能，為工業(yè)和移動應(yīng)用領(lǐng)域提供了一個(gè)優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)解決方案。電子工程師在設(shè)計(jì)相關(guān)系統(tǒng)時(shí)，可以充分考慮其特點(diǎn)和優(yōu)勢，合理進(jìn)行配置和使用。大家在實(shí)際應(yīng)用中有沒有遇到過類似交換機(jī)的一些特殊問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。