Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросети

Переключатель на два направления (двухполюсный) также относится к электрическим коммутационным устройствам, как и обычный (однополюсный) выключатель. Но если последний позволяет только разорвать или соединить электрическую цепь, то переключатели могут оперировать несколькими соединениями. На рисунке ниже наглядно показаны их основные отличия.

Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросетиСхематическое изображение различных коммутационных устройств

На рисунке показано:

  1. обычный выключатель и вариант его подключения;
  2. пример использования сдвоенного выключателя;
  3. подключение двухполюсного выключателя;
  4. коммутатор.

Заметим, что переключатели могут быть на два и более направлений, например, четырехполюсный или силовой трехфазный. О последних имеет смысл рассказать более подробно.

Трехфазные коммутаторы

Трехфазные силовые переключатели широко применяются в схемах управления мощными асинхронными электродвигателями, их назначение – переключение обмотки со «звезды» на «треугольник». Такая реализация позволяет существенно снизить пусковой ток. На рисунке показана схема такого подключения.

Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросетиСхема переключения обмоток электродвигателя

Обозначения на схеме:

  • А, В, С – фазы питания;
  • С1, С2, С3, С4, С5, С6 – выходы обмоток электродвигателя;
  • SA – трехполюсный силовой коммутатор.

Запуск электродвигателя происходит, когда его обмотки соединены «звездой», при входе в штатный режим, осуществляется переключение на «треугольник».

Многопозиционные коммутаторы модульного типа

Кулачковый пакетный переключатель — наиболее распространенный тип данных устройств, как и другие коммутаторы, он применяется для управления различными видами электрических нагрузок.

Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросетиКулачковые переключатели

Сфера применения кулачковых коммутаторов довольно обширна, приведем несколько примеров их использования:

  • коммутационные щиты управления переменным и постоянным током;
  • системы аварийного выключения, автоматического ввода резерва, переключения режимов работы электродвигателей;
  • управление трансформаторными подстанциями и освещением;
  • оборудование для подстанций (управление заземлителями, секционными выключателями, разъединителями и т.д.);
  • переключение режимов нагревательного оборудования (включение, выключение, переключение электронагревательных элементов нагрузки);
  • выбор режима работы электросварочного оборудования и т.д.

Кулачковые переключатели состоят из нескольких пакетов (каждый из которых отвечает за коммутацию одной линии), помещенных в один корпус. На нижнем рисунке показано устройство такого пакета.

Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросетиПакет кулачкового коммутатора

Обозначения на рисунке:

  • a — зафиксированные контакты (4 шт.), к которым подключаются провода;
  • b – специальный выступ «кулачек», который позволяет удерживать и перемещать шток;
  • c – группа передвижных контактов (в данном типе их две);
  • d – два направляющих паза (позволяют штоку совершать поступательные движения);
  • e – покрытые изолирующей оболочкой два штока;
  • f – контакты (8 шт.), как правило, изготовленные из сплава, содержащего серебро;
  • g – пакет;
  • h – две резьбовых шпильки (фиксируют пакет и крышку);
  • I – ротор;
  • J – четыре пружины (возвращают шток в замкнутое положение);
  • k- соединяющий рукоять с ротором вал;
  • l – четыре винта для зажима проводов кабеля.

Заметим, что пакетный рубильник (кулачковый коммутатор) может быть на несколько положений, включая нулевое, то есть когда контакты разъединены.   На рисунке показано состояние коммутатора в нейтральном положении.

Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросетиСхематическое изображение переключателя в нулевом положении
Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросетиКоммутатор ABB в режиме нулевого положения

Заметим, что все основные характеристики коммутаторов указываются на корпусе устройств, там отображаются:

  • тип коммутатора;
  • номинальный ток, на который рассчитан переключатель;
  • схема и таблица коммутации;
  • класс защиты.

Ниже показана схема и таблица коммутации, изображенная на корпусе переключателя направления вращения SPAMEL.

Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросетиСхема и таблица коммутации переключателя SPAMEL

Благодаря такой таблице наглядно видно, в каком положении, какие группы контактов соединяются.

Использование в быту

Переключатели не так часто используются в быту, как выключатели, но, тем не менее, есть задачи, в которых без них обойтись невозможно. Например, когда необходимо управлять освещением с разных мест. Переключатели могут быть установлены на входе в комнату и возле кровати (чтобы не подниматься выключать свет) или в разных концах длинного коридора.

Реализация такой схемы управления довольно простая, ее изображение показано на рисунке ниже.

Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросетиСхема включения освещения с двух разных мест

Обозначения на рисунке:

  • А, В – переключатели;
  • L – осветительный прибор.

При необходимости управлять освещением из большего количества мест, схему можно незначительно усложнить, добавив в нее промежуточный коммутатор.

Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросетиУправление освещением из трех разных мест

Обозначения на рисунке:

  • A,B – двухпозиционные коммутаторы;
  • С – промежуточный двойной переключатель двух направлений;
  • L1 – осветительный прибор.

Заметим, что взяв данную схему за основу, можно управлять освещением с трех и более мест. Для этого достаточно добавить в нее необходимое количество промежуточных коммутаторов, подключаются они так же, как и устройство «С» на представленной выше схеме.

Как подключить

Приведем пример реализации схемы управления освещением с двух мест, используя для этого переключатели Легранд (Legrand). Этот производитель выпускает надежные бытовые модели серии Cariva и Valena, цена которых ненамного отличается от стоимости обычных выключателей.

Прежде чем купить переключатели, обратите внимание на различные исполнения, они могут быть как для скрытой, так и открытой проводки, а также с подсветкой и индикацией положения на коробке (корпусе).

Напоминаем, что все работы, связанные с подключением электрооборудования необходимо выполнять только при полном обесточивании электрических цепей. Поэтому прежде, чем приступать к действиям, убедитесь в том, что электричество выключено, желательно для этого использовать специальный прибор (пробник).

Схематическая реализация поставленной задачи показана на рисунке ниже.

Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросетиСхематическое изображение установки двойного управления освещением

Синим цветом обозначен нулевой провод, красным – фаза. Заметим, что все коммутации должны выполняться именно с фазой.

Как подключается одноклавишный коммутатор, видно на нижнем рисунке.

Схема монтажа двух одноклавишных переключателей Legrand

Подключение коммутаторов для управления с трех мест выглядит следующим образом.

Подключение для управления освещением из трех разных мест

Как видите, одноклавишный или двухклавишный выключатель на два направления подключить не сложно, при этом он  поможет сделать управление освещением в вашей квартире более комфортным.

Источник: https://www.asutpp.ru/pereklyuchateli-na-dva-napravleniya.html

Выключить весь свет одной кнопкой

У многих функция «отключение всего света одной кнопкой» плотно ассоциируется с умным домом, так как это самый понятный его элемент. Если мы управляем всем светом (то есть, весь свет подключен к контроллеру), то, конечно, самый простой сценарий — это выключить весь свет сразу при уходе из дома.

Реализовать эту функцию можно запросто безо всякого умного дома. Для этого нужно в электрощиток поставить контактор, который по внешнему сигналу будет отключать свет дома. При желании можно поставить контактор ещё и на отключаемые розетки.

Контактор, он же пускатель — модульный элемент, который ставится на DIN рейку и позволяет по управляющему сигналу включать и выключать мощную нагрузку. Вот, например, контактор ABB ESB24-40

Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросети

Это контактор имеет 4 полюса (то есть, 4 группы контактов), максимальная мощность коммутации каждой из 4 групп контактов 24 ампера.

Такого контактора вполне достаточно в большинстве случаев, чтобы полностью отрубить весь свет квартиры или загородного дома. Если у нас однофазное питание и мощность не превысит 20 ампер (то есть, 4.

4 киловатта), то достаточно будет двухполюсного контактора ESB20-20

Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросети

На верхние контакты подаётся ввод питания, с нижних оно идёт на освещение. Можно наоборот, не важно. На контакты А1 и А2 надо подать управляющее напряжение. У контакторов ABB есть модели с управляющим напряжением 24, 48, 110, 230 и 400 вольт постоянного или переменного тока.

При работе с промышленным контроллером, который обычно напряжение на выходах 24 вольта, лучше использовать контактор с управляющим напряжением 24 вольта. Если контроллера и какой-либо автоматики нет, то удобнее использовать питание 230В.

Кстати, большинство контакторов нормально-открыты, то есть, при отсутствии управляющего напряжения цепь разомкнута. Есть контакторы с нормально-замкнутыми контактами, на них надо подать напряжение, чтобы они разомкнулись. Например, ABB 24-22 имеют 2 группы НЗ контактов и 2 группы НО контактов.

Ещё один вариант — импульсные реле, на которые надо подавать не управляющее напряжение, а короткий импульс. Можно использовать моностабильные клавиши. Один раз нажали — включилось, ещё раз нажали — выключилось. Это даст нам возможность управления импульсными реле с нескольких мест.

Более интересный вопрос в том, как управлять функцией «выключить всё».

Мастер-выключатель света

Простой вариант — с настенного выключателя. Обычный бистабильный (классический) выключатель. Нажали вниз — всё выключилось, нажали вверх — включилось. При этом свет включится в то состояние, в котором он был в момент выключения. Выключатель просто подаёт 230В на контактор.

Можно с одного выключателя выключать сразу свет и розетки, а можно поставить два разных выключателя для разных целей.

Можно поставить разные выключатели для отключения света разных этажей или разных зон.

Карточный выключатель света

Точно такой же, как в отелях стоит на включение и выключения всего света и розеток.

Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросети

В него вставляется любая карта подходящего формата. Карта просто нажимает на кнопку внутри устройства. Стоит такое устройство от 500 рублей, уставится в обычный подрозетник. Плюс от предыдущего варианта — его не нажать случайно.

Минусы: во-первых, подойдёт абсолютно любая карта, во-вторых, надо эту карту класть рядом (потеряется) либо носить с собой. Ну и не так красиво, дома всё-таки не отель.

Считыватель бесконтактных ключей

Этот вариант гораздо более удобный и надёжный.

Читайте также:  Монтаж металлопластиковых труб своими руками: технология соединения и монтирования

Наверное, у каждого на ключах есть ключ-капля от калитки или домофона:

Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросети

На стене нам понадобится разместить считыватель ключей со встроенным контроллером, например, Matrix IIK

Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросети

Снаружи он выглядит как белый прямоугольник с маленьким светодиодом. К нему нужно подвести питание 12В, на плате находится реле.

Есть два режима работы: подача короткого импульса по прикладыванию запрограммированного ключа или включение-выключение реле по прикладыванию ключа. Можно запрограммировать все свои ключи.

Поддерживаются любые ключи формата EmMarine (ключи-капли), а также бесконтактные карты этого формата. Есть модели с поддержкой более защищённых от копирования, но менее распространённых карт Mifire.

Работает и с контакторами, и с импульсными реле. Самое интересно, что этот считыватель можно спрятать, полностью заклеив обоями, например. Дальность считывания — порядка 1-2 сантиметров. Главное, не закрывать его металлическими элементами.

То есть, во-первых, он может быть незаметным, во-вторых, не нужно носить отдельный ключ или карту, в-третьих, его не активировать случайно.

Этот считыватель предназначен для систем контроля доступа, у него есть разъём для подключения «кнопки выхода», по нажатию которой контроллер также изменит состояние реле или даст импульс. Можно вывести куда-то эту кнопку и использовать как резервный вариант на случай потери ключа.

Управление светом с нескольких мест

Задача простая: выключать свет или от входа в квартиру или, например, из спальни. Тут нам понадобится импульсное реле, которое меняет состояние, получая импульс 230В от любого источника. Вот схема работы:

Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросети

В этой схеме два импульсных реле, потому что свет квартиры висит на двух разных фазах, их надо подключать через разные реле. Либо можно использовать импульсное реле с двумя группами контактов. На мастер-выключатели подаётся 230В, они подают импульс на реле для изменения состояния. Мастер-выключателей в этой схеме может быть и больше, сколько угодно.

  • Можно один из мастер-выключателей заменить за карточный выключатель, а другой на считыватель ключей, это как удобнее.
  • Можно в качестве устройства управления поставить кодонаборную клавиатуру, на которой надо набрать 4- или 5-значный код для включение-выключения света, но это уже менее удобно.

Источник: https://home-matic.ru/2017/04/vyklyuchit-ves-svet-odnoy-knopkoy/

Мастер-выключатель: монтаж через контактор, правила подключения в разных комнатах

Реализовать функцию мгновенного выключения света в доме можно без обустройства так называемого «умного дома». Достаточно оборудовать свой электрический щиток контактором, которым будет выключаться свет в доме сразу при поступлении на него сигнала извне. Управляется он с помощью специального прибора, который называется мастер-выключатель.

Что такое мастер-выключатель

Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросети

Контактор представляет собой модульный элемент, установленный на DIN-рейку и обеспечивающий удобное переключение нагрузки в домашней системе электроснабжения. От выбранного контактора зависят и его эксплуатационные характеристики. К примеру, если устанавливается мастер-выключатель с четырьмя группами контактов, предельно допустимая мощность коммутации каждой из них будет находиться в районе 24 ампер. В преимущественном большинстве случаев достаточно такого выключателя, чтобы без каких-либо проблем отключить электроэнергию в своей квартире или загородном доме.

Если в помещении используется однофазное питание с мощностью до 20 ампер, вполне достаточно будет установить двухполюсный контактор.

Простейший вариант управления контактором – использовать главное отключающее устройство, которое будет размещено внутри помещения.

Выглядит такой прибор как обыкновенный выключатель, который работает в двух положениях – «вкл» и «выкл».

При выключении свет сразу пропадает во всем помещении, независимо от положения остальных выключателей, в то время как при обратном включении системы свет появится только там, где он был включен.

Не обязательно использовать единственный главный выключатель, который одновременно будет регулировать и верхний свет, и розетки. В домах в основном используется вариант с двумя раздельными приборами под каждую цель. Более того, в крупных коттеджах используются выключатели, регулирующие подачу электроэнергии для разных этажей или помещений.

Мастер-выключатель или рубильник

Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросетиРубильники в электрощитке многоквартирного дома

Использование рубильника – это самый простой и распространенный вариант, который встречается повсеместно. Достоинства этого решения:

  • Простота. Оборудование электрощитка рубильником осуществляется людьми с минимальными знаниями и навыками в области энергоснабжения.
  • Надежность. Простота исполнения и минимум элементов в конструкции делают рубильник надежным вариантом.
  • Компактность. Полезное пространство электрощитка никак не ограничивается.
  • Стоимость. Цена установки рубильника ниже в сравнении с аналогичными вариантами.

В целом, рубильник представляет собой долговечное и надежное решение, которое не стесняет оборудование электрощита в отличие от установки мастера-выключателя на всю жилплощадь.

При этом рубильник не так удобен в эксплуатации, ведь мастер-выключатель в квартире проще использовать в сравнении с рубильником, который устанавливается на сам щиток.

Помимо этого, потребуется дополнительная установка освещения на неотключаемые линии по всему маршруту до электрощита.

Так как рубильник должен стоять внутри самого электрощитка, чтобы обеспечить простое отключение всех приборов, для регулирования подачи электроэнергии придется подходить к нему и выполнять все операции вручную.

Помимо этого, нужно убедиться в том, что маршрут от помещения, внутри которого установлено устройство, является освещаемым, так как в противном случае придется добиться до рубильника в темноте, что создает дискомфорт.

Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросетиМодульный контактор в электрическом щитке

Мастер-выключатель – это универсальный вариант, обеспечивающий все необходимое. Не обязательно пользоваться кнопкой, которая находится в квартире и сразу выключает свет в доме.

Вместо нее встречаются варианты целостной системы контроля доступа, дистанционное отключение, карточный доступ и другие.

Такое решение удобно, не требует дополнительной установки неотключаемого освещения к щитку, а также нет трудностей в оборудовании автомата, который будет срабатывать в нужное время.

В то же время, так как оборудование нормальной работы контактора предусматривает необходимость вовлечения целого ряда комплектующих, в итоге система становится ненадежной, ведь при выходе из строя любого компонента вся она перестает работать. Помимо этого, большое количество элементов приводит к увеличению стоимости и громоздкости такого решения, из-за чего оно занимает много места в щитке, но эта проблема частично решается установкой реле выбора фаз.

Выбор между мастером-выключателем и рубильником нужно делать, отталкиваясь от своих потребностей и предпочтений, так как каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.

Как оборудовать мастер-выключатель

В зависимости от того, где планируется использование мастера-выключателя, меняется и его схема подключения в квартиру. Для разных объектов и помещений есть свои решения, обеспечивающие все необходимые потребности, поэтому подбирать их нужно с умом.

Автомат

Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросетиСхема подключения модульного контактора

На электрической системе автомат находится в самом начале цепи, располагаясь при этом физически недалеко от счетчика. Принцип работы этой схемы заключается в том, что пользователь устанавливает предельно допустимую мощность электроэнергии, которая может потребляться в сумме всеми приборами в помещении. Если она будет превышена, через некоторое время автомат сработает и полностью обесточит помещение. Из-за неосмотрительности такое решение может только расстроить владельца, выключив свет в самое неподходящее время, но с другой стороны, это обеспечение пожаробезопасности.

При обнаружении утечки тока или возникновении короткого замыкания отключение света происходит без задержки.

Схема «Отель»

Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросетиСхема подключения мастер-выключателя

Если внутри помещения используется одновременно пять или более электроприборов, что может привести к выключению света автоматом, нужно оборудовать его сразу несколькими отдельными схемами, каждая из которых будет нести свою функцию. Каждый контур подключается к конкретной группе приборов, и даже одновременное использование нескольких устройств не приведет к превышению допустимой мощности, независимо от того, насколько много они потребляют энергии. Такие электросхемы в профессиональных кругах называются «отель».

Ключевой особенностью такой схемы является необходимость дополнительного приобретения нескольких десятков метров провода или кабеля, автоматы в нужном количестве, а также мастер-выключатель, которым все автоматы будут регулироваться. Таким образом можно будет легко включать и выключать свет во всей квартире или обесточивать нужную группу приборов.

Мастер-выключатель – это простое и удобное решение, которое не только упрощает регулирование света в помещении, но и обеспечивает пожаробезопасность, позволяя владельцу чувствовать себя спокойно, покидая свой дом.

Источник: https://StrojDvor.ru/elektrosnabzhenie/podklyuchenie-master-vyklyuchatelya-na-vsyu-kvartiru-sxema/

Урок 14. Принцип работы сетевого коммутатора Ethernet

Сегодня мы поговорим о том, как все же работает коммутатор.

Как мы уже знаем коммутаторы являются L2 устройствами, так как работают на канальном уровне. Они обрабатывают заголовок Ethernet кадра, а точнее MAC адреса получателя и отправителя, а также контрольную сумму.

  • Каждый коммутатор составляет таблицу MAC адресов (CAM table) всех хостов, подключенных в его порты.
  • Каким же образом он составляет эту таблицу? 
  • При включении питания коммутатора его таблица пуста.
  • Далее начинается процесс обучения, который представлен ниже
  • Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросети

При поступлении каждого кадра на вход коммутатора, МАС адрес отправителя вносится в таблицу МАС адресов с указанием интерфейса, принявшего данный кадр.

Далее анализируется МАС адрес получателя. Если его нет в таблице, то коммутатор ретранслирует принятые кадры на все порты, кроме принявшего.

  1. Если же МАС адрес получателя найден в таблице, то кадр направляется указанному в таблице интерфейсу.
  2. Таблица адресов динамическая и сохраняется только  в оперативной памяти, то есть при отключении питания таблица удаляется. 
  3. Все МАС адреса хранятся в таблице ограниченное время (aging-time), которое в некоторых коммутаторах можно изменить.
  4. Почему нельзя сохранять адреса вечно? 
  5. Дело в том, что может понадобиться реконфигурация сети и некоторые хосты могут быть отключены от портов коммутатора, поэтому таблица адресов уже будет неактуальна, что приведет к неправильному функционированию сети.
  6. Режимы коммутации
  7. Коммутаторы могут работать в одном из 3-х режимов: 
  • С промежуточным хранением (Store and forward). Коммутатор принимает кадр, затем проверяет на наличие ошибок. Если кадр не содержит ошибок, то коммутатор пересылает его получателю.
  • Сквозной (Cut-through). Коммутатор считывает МАС адрес получателя и сразу пересылает его получателю. Проверка на ошибки в данном режиме отсутствует.
  • Бесфрагментный (Fragment-free). Принимаются первые 64 байта, которые анализируются на наличие ошибок и коллизий, а затем кадр пересылается получателю.
Читайте также:  Стиральные машины miele: топ-рейтинг лучших моделей, отзывы о бренде, советы по выбору

В целом процесс коммутации происходит довольно быстро.

А с чем это связано? 

Во-первых, сам процесс происходит на втором уровне (канальный уровень), что снижает время на обработку данных. Во-вторых, коммутация происходит не программно, а аппаратно. То есть для этого используются специализированные чипы ASIC.

А что это? 

Это специальные микросхемы, которые разрабатываются для решения узкопрофильных задач. Кроме того, они отличаются быстротой работы.

Широковещательный домен и домен коллизий

Как мы знаем, благодаря коммутации, каждому хосту выделяется канал связи. В то время, как в концентраторе эта возможность отсутствует. То есть имеется общий канал для всех хостов, благодаря чему и возникают коллизии. Поэтому такое подключение или сеть (с общим каналом) называют доменом коллизий.

Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросети      Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросети

Как видно из рисунка в сети с концентратором в определенный момент времени может вести передачу только один компьютер. В то время как остальные ждут, когда он закончит. Такой режим связи называется полудуплексным (half duplex).

Ситуация усугубляется, когда в сети растет количество компьютеров, так как времени на передачу для каждого компьютера выделяется все меньше и меньше.

То есть, чем больше компьютеров и концентраторов, тем хуже? 

Верно. Пропускная способность такой сети (домена коллизий) значительно снижается.

А как называется подключение с коммутатором? 

Так как  в коммутаторе коллизии в принципе исключены, то каждый его порт считается доменом коллизий.

То есть в принципе, к порту можно подключить несколько хостов посредством концентратора, но пропускная способность при этом изменится только в рамках конкретного порта, к которому подключен концентратор.

В сети с коммутаторами все хосты могут принимать и передавать данные одновременно, не мешая друг другу. Такой режим связи называется дуплексным (full duplex). 

  • Сама же сеть, в которой присутствуют только коммутаторы называется широковещательным доменом, так как коммутаторы обрабатывают и пропускают широковещательный (broadcast) трафик.
  • Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросети
  • Что такое широковещательный (broadcast) трафик? 
  • Это когда в качестве получателя указывается адрес, говорящий, что данный пакет/кадр предназначен всем хостам.
  • Как выглядит такой адрес? 

В МАС адресе устанавливаются все единицы, то есть FF.FF.FF.FF.FF.

  1. Как называется обычный трафик, когда в качестве получателя указывается конкретный получатель? 
  2. Такой трафик называется одноадресатный (unicast).
  3. Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросети
  4. Маршрутизаторы широковещательный трафик не пропускают, поэтому каждый порт маршрутизатора образует широковещательный домен.

Источник: https://easy-network.ru/24-urok-14.html

Сетевой коммутатор (Ethernet Switch): что такое, для чего нужен, как работает, сравниваем с концентратором (Hub)

Научиться настройке MikroTik можно на онлайн курсе по оборудованию этого производителя. Автор курса является сертифицированным тренером MikroTik. Подробней Вы можете прочитать в конце статьи.

В этой статье мы поговорим о том, как работает коммутатор сети ethernet (switch) или мост. Это базовые знания, которыми должен обладать каждый сетевой инженер. Сетевой коммутатор локальной вычислительной сети является центральным элементом инфраструктуры. Понимание его работы является неотъемлемым навыком любого сетевого инженера.

Если у вас до сих пор не сформировались твердые знания о принципах работы данного класса сетевых устройств, то вы рано или поздно столкнетесь с неразрешимыми проблемами при устранении неполадок в вашей сети, например, широковещательный шторм.

Что такое коммутатор сети (ethernet switch / bridge) ?

Сетевой коммутатор (ethernet switch) — это устройство 2 уровня модели OSI, которое используется в качестве концентратора (центральной точки) для подключения других проводных устройств, работающих по технологии ethernet.

Как происходит подключение устройств?

На приведенном ниже рисунке объясняется, как устройства показано подключаются в единую сеть с общей шиной Ethernet и обмениваются друг с другом данными через коммутатор (switch) либо концентратор (hub). Устаревший на сегодняшний день тип устройств с общей шиной из-за снижения пропускной способности пропорционально количеству подключенных устройств.

Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросети

Насколько дорого использовать коммутаторы в сети?

Своим появлением в 1989 году коммутатор сети ethernet switch обязан компании Kalpana (работала в Кремниевой долине в 1980 и 1990 годах и была поглощена компанией Cisco в 1994 году). Он назывался Kalpana EtherSwitch EPS-1500 и имел на борту 7 портов.

Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросетиС тех пор идет активное развитие данного типа устройств и с каждым годов снижается стоимость подключения к порту.

Надежность сети при использовании коммутатора (ethernet switch)

Является вы использование коммутатора локальной вычислительной сети в качестве центрального звена сети надежным решением? Если вы сравниваете коммутируемый Ethernet с коаксиальным Ethernet, коммутатор определенно более надежен. До того, как коммутатор был изобретен, компьютеры были подключены в цепь.

В конце которой подключался концевик (terminator) для поглощения сигнала. Иначе множественная пересылка сигнала сводила полезный трафик в сети к нулю.
Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросети

В чем отличие коммутатора (switch) от концентратора (hub)

Концентратор (Hub) — это сетевое устройство, позволяющее подключать несколько компьютеров к одной сети. Концентраторы могут быть основаны на соединениях Ethernet, Firewire или USB.

Коммутатор (Switch) — устройство управления, которое включает или выключает поток электроэнергии в цепи. Он также может использоваться для маршрутизации информационных шаблонов при потоковой передаче электронных данных, передаваемых по сетям. В контексте сети коммутатор – это компьютерное сетевое устройство, которое соединяет сегменты сети.

Концентратор (Hub) Коммутатор (Switch)
Уровень OSI Физический: концентраторы классифицируются как устройства 1 уровня в соответствии с моделью OSI. Канальный: сетевые коммутаторы работают на 2 уровне модели OSI.
Функционал Для соединения сети персональных компьютеров их можно объединить через центральный концентратор. Позволяет объединять несколько устройств, управлять портами и настройками безопасности VLAN
Форма передачи данных Электрический сигнал или биты Кадр (для L2 Switch) и Пакет ( для L3 switch)
Порты 4/12 портов Коммутатор является многопортовым мостом. 24/48 портов
Тип передачи Концентраторы всегда рассылают кадры на все порты (flooding), кроме того, с которого пришел; рассылка может быть одноадресной (unicast), многоадресной (multicast) или широковещательной (broadcast) Первоначально широковещательная (broadcast) рассылка; затем одноадресная (unicast) и многоадресная (multicast) рассылка по мере необходимости.
Тип устройства Пассивное устройство (без программного обеспечения) Активное устройство (с программным обеспечением)
Used in (LAN, MAN, WAN) LAN LAN
Таблица сетевых адресов (MAC) Сетевой концентратор не может узнавать или сохранять MAC-адрес. Коммутаторы используют CAM-таблицу с доступной памятью, к которой обычно обращается ASIC (специализированные интегрированные микросхемы).
Режим передачи Полудуплекс (Half duplex) Полу-/полный дуплекс (Half/Full duplex)
Широковещательный домен Концентратор имеет один широковещательный домен. Коммутатор имеет один широковещательный домен [если не реализован VLAN]
Определение Электронное устройство, которое соединяет множество сетевых устройств вместе, чтобы устройства могли обмениваться данными Сетевой коммутатор — это компьютерное сетевое устройство, которое используется для соединения множества устройств в компьютерной сети. Коммутатор считается более продвинутым, чем концентратор, потому что он будет отправлять сообщения на нужный порт устройства или запрашивать информацию с него.
Скорость 10Mbps 10/100 Mbps, 1 Gbps
Адрес, используемый для передачи данных Использует MAC-адрес Использует MAC-адрес
Необходимо для подключения к Интернету? Нет Нет
Категория устройства Не интеллектуальное устройство Интеллектуальное устройство
Производители Sun Systems, Oracle, Cisco Cisco, D-link, Juniper, MikroTik
Столкновения (Collisions) Столкновения (Collisions) обычное явления в инфраструктурах, использующих концентраторы. В полнодуплексном коммутаторе не происходит столкновений.
Spanning-Tree Не используется Spanning-Tree Возможно использование множества экземпляров Spanning-Tree

Различия в производительности концентраторов и коммутаторов

Коммутатор является эффективной альтернативой концентратору. Люди, как правило, выигрывают от использования свитча, если в их домашней сети четыре или более компьютеров. Также вы невооруженным взглядом заметите разницу при использовании в своей сети приложений, которые генерируют значительный объем сетевого трафика:

  • таких как многопользовательские игры
  • обмен тяжелыми музыкальными файлами.

Технически говоря, концентраторы работают с использованием широковещательной модели, а коммутаторы — с использованием модели виртуальных каналов. Например, когда четыре компьютера подключены к концентратору, и два из этих компьютеров взаимодействуют друг с другом, концентраторы просто передают весь сетевой трафик на каждый из четырех компьютеров.

Коммутаторы, с другой стороны, способны определять пункт назначения каждого отдельного элемента трафика (такого как кадр Ethernet) и выборочно пересылать данные только на один компьютер, который действительно нуждается в этом. Вырабатывая меньше сетевого трафика при доставке сообщений, коммутатор работает лучше, чем концентратор в загруженных сетях.

При добавлении в сетевой обмен дополнительные устройства вы создаете огромное количество коллизий в случае концентратора, потому как устройства не могут одновременно считывать и передавать информацию.

Читайте также:  Как слить конденсат с бытового газового баллона: пошаговый инструктаж

В следующем видео сравниваются концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы.

Почему коммутируемый Ethernet более надежный и эффективный?

При возникновении проблемы в coaxial-ethernet (10base2) трудно определить где ошибка. Инженеру-связисту необходимо проверить все разъемы один за другим, что требует времени. Также необходимо учесть, что из-за хрупкости коаксиального кабеля сеть часто выходит из строя.

Коаксиальный ethernet использует 2 кабеля (внутренний и внешний) для передачи и приема данных в сеть. При полудуплексной связи, компьютер не может одновременно данные принимать и отправлять.

Когда сеть загружена возникают множественные коллизии при попытки одновременно вести передачу данных двумя и более станциями.

Что почти гарантированно  снижает скорость передачи данных в разы, нередко десятки и сотни раз..

При работе с коммутируемой сетью, если один кабель поврежден, он не будет влиять на других абонентов. Если сломается порт, пользователь может просто подключить кабель к другим работающим портам.

Что касается производительности, механизм внутри коммутатора может обеспечить полнодуплексную связь (full duplex). Поскольку вероятность возникновения коллизий в сети при правильной настройке оборудования практически сведена к нулю, то данный факт повышает производительность всей системы.

Как работает коммутатор локальной сети Ethernet?

Коммутатор локальной сети анализирует заголовок 2 уровня входящего кадра. Каждый ethernet кадр содержит 2 адреса: MAC-адрес источника и MAC-адрес назначения.

Коммутатор вместе с кадром получает MAC-адрес источника и записывает в свою таблицу коммутации напротив номера порта. Эта таблица — волшебный секрет того, как коммутатор  обеспечивает полдуплексную связь.

Затем в таблице коммутации ищется MAC-адрес получателя, и принимается решение о пересылке кадров на определенный порт. Благодаря данному механизму другие сетевые устройства докальной сети не знают о кадрах соседей. Таким образом мы добиваемся работы в полнодуплексном режиме (full duplex).

Процесс пересылки кадра между компьютерами:

  1. Получение коммутатором на 1 порту сообщения от компьютера А с адресом назначения bbbb.bbbb.bbbb
  2. Проверка таблицы коммутации с целью найти порт, к которому подключен адресат с mac-адресом bbbb.bbbb.bbbb
  3. Такой адрес не обнаружен, рассылка запроса на все порты, кроме того, с которого пришло первоначальное сообщение
  4. Ответ от компьютера В компьютеру с адресом aaaa.aaaa.aaaa, так как mac-адрес сетевой карты компьютера В совпадает с заголовком кадра
  5. Заполнение коммутатором свой таблицы ответом от компьютера В
  6. Пересылка ответа от компьютера В компьютеру А
  • Анимация ниже более наглядно описывает процесс обмена данными между участниками сети:
  • Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросети
  • Вопрос: что произойдет, когда MAC-адрес назначения отсутствует в таблице коммутации свитча, в какой порт следует пересылать  он пересылает?
  • Ответ: в этом случае коммутатор пересылает кадр во все порты кроме, того с которого получил первоначальное сообщение; ожидая, что станция ответит на сообщение, и коммутатор обновит свою коммутационную таблицу.
  • Принципы работы коммутаторов сети ethernet раскрыты и теперь необходимо сосредоточиться на выборе класса свитчей для ваших задач.

Как подобрать коммутатор (Switch) для сети компании?

MikroTik: куда нажать, чтобы заработало?
При всех своих достоинствах, есть у продукции компании MikroTik один минус – много разобщенной и далеко не всегда достоверной информации о ее настройке.

Рекомендуем проверенный источник на русском языке, где все собрано, логично и структурировано – видеокурс «Настройка оборудования MikroTik». В курс входит 162 видеоурока, 45 лабораторных работ, вопросы для самопроверки и конспект. Все материалы остаются у вас бессрочно.

Начало курса можно посмотреть бесплатно, оставив заявку на странице курса. Автор курса является сертифицированным тренером MikroTik.

Источник: https://14bytes.ru/razbiraemsja-kak-rabotaet-kommutator-seti-ethernet-switch/

Карта селективности РЗА: назначение, как строиться, принцип

Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросети Наиболее понятное и наглядное представление о согласовании уставок релейной защиты, выставляемых на различных элементах схем электрической сети, предоставляют времятоковые характеристики данных защит, представленные в графическом виде, и называемые картами селективности. Также они позволяют сравнить между собой действия защит по такому параметру, как селективность.

Времятоковая характеристика автомата

Времятоковая характеристика может быть нескольких видов:

  • зависимая от величины тока;
  • независимая от тока характеристика времени. 

У времятоковых характеристик существует зона срабатывания, характеризующаяся погрешностью защит, точностью выставления их уставок и различными внешними факторами. На карте селективности обычно показываются 2 линии, указывающие на эту зону.

Для построения карт селективности во времятоковых осях строятся характеристики защит, которые имеют любой тип токовых защит (токовые реле, реле, предохранители, автоматические выключатели и т.п.). Защитные электрические аппараты располагаются последовательно в одной плоскости, на одной карте обычно отображаются времятоковые характеристики для 2-3 устройств.

Для корректного построения карты селективности все уставки должны быть приведены к одному напряжению, как правило, это 6 (10) кВ.

По горизонтальной оси (абсцисс) откладывают величину тока, а по вертикальной (ординат) — время (с).

Карты селективности обычно чертятся для тех защит, которые следует отстраивать друг от друга по току и по напряжению, и которые расположены в наиболее удаленной точке электросети. Уставки защит считаются селективными, если их времятоковые характеристики не накладываются друг на друга или не пересекаются.

Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросети

Пример карты селективности

На карте селективности отображаются:

  1. токи электрических защитных аппаратов;
  2. максимальные и минимальные величины токов короткого замыкания в различных точках электрической схемы.
  3. время срабатывания защит

По этим токам выбираются и согласуются некоторые уставки защит.

Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросети

Карта селективности уставок релейных защит на подстанциях, питающихся от энергосистемы, разрабатывается службой релейной защиты энергосистемы.

В установленном порядке она согласовывается с диспетчерской службой, и передаются на подстанцию дежурному персоналу, диспетчеру электроснабжения, а также один экземпляр храниться в службе релейной защиты данного предприятия.

При необходимости изменения некоторых уставок или характеристик автоматических выключателей или реле проводится повторный расчет, чертится карта селективности и проводится ее согласование в установленном порядке.

Источник: https://pue8.ru/relejnaya-zashchita/596-karta-selektivnosti-rza.html

Энергосберегающие устройства Coolmann (карточный выключатель) для гостиниц

Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросети

Энергосберегающее устройство для гостиниц 

Карточные выключатели Coolmann — отличное качество по разумной цене

Энергосберегающее устройство CoolMann обладает современным дизайном и просто в использовании.

Карточные выключатели для гостиниц CoolMann имеют красивый яркий индикатор, сделан из огнестойкого пластика, с применением изолирующих материалов.

С рабочей нагрузкой до 16 Ампер такой карточный выключатель для гостиницы может полностью заменить традиционный главный выключатель в номере.

Как работают карточные выключатели

Всеми электроприборами внутри номера можно пользоваться только после того, как карточка будет вставлена в карточный выключатель. Когда карточка-ключ вынута, электропитание в номере отключается через 10-30 секунд.

Такая задержка по отключению позволяет гостям или персоналу спокойно и безопасно выйти из номера. Если желательно повторно включить свет, то нужно вставить карточку опять в карточный выключатель.

Приборы, питание которым должно обеспечиваться постоянно, как, например, минибар, включаются в сеть «в обход» энергосберегающего устройства.

Область применения

Карточные выключатели CoolMann используются в качестве выключателя электроприборов ключом-картой и идеальны для применения в номерах гостиниц, мотелей, пансионатов и санаториев.

Обычно энергосберегающее устройство устанавливается в дополнение к системе контроля и управления доступом. В цепь, управляемую карточным выключателем, как правило, входят осветительные и другие электроприборы кроме холодильников и минибаров.

На сегодняшний день энергосберегающие устройства CoolMann представлены в двух модификациях:

  • модель, включение которой происходит от ключ-карты любого стандарта. Наиболее часто применяемая модель на сегодняшний день, благодаря своей относительно невысокой цене. Несмотря на то, что такой выключатель может быть активирован от любой карты, подходящей по размеру, устройство, тем не менее, отлично справляется со своей функцией и обеспечивает высокую эффективность вложенных средств. 
  • модель, включение которой происходит только от ключа-карты стандарта Mifare. Такой карточный выключатель активируется только от карты стандарта Mifare. Другие карты, например, визитки, календари и т.п. работать не будут. 

Помимо своей основной функции включить/выключить электропитание внутри номера, карточный выключатель это ещё и удобное место для хранения ключа-карты. Гостю не надо искать ключ по всему номеру, его местонахождения всегда известно. 

Соответствие стандартам

Карточные энергосберегающие выключатели Coolmann были разработаны и производятся в соответствии с требованиями CE и RoHS, BS4662 и соответствуют британским и европейским монтажным коробкам.

Карточный выключатель для гостиниц схема подключения

Карточный выключатель: как работает карточный коммутатор электросети

Спецификация карточных энергосберегающих выключателей

     Напряжение (В)     190 ~ 240   
     Частота тока (Гц)      50/60
     Рабочая температура (C)      -10 ~ +60
     Температура хранения и транспортировки (C)            -20 ~ +80
     Максимальная нагрузка без пускателя (A)      16
     Временная задержка выключения (сек)      10 ~ 30
     Рабочая влажность (%)      10 ~ 95
     Размеры (мм)      86 x 86 x 46     

Срок службы более 100 тысяч включений с постоянной нагрузкой не более 220В Устанавливается в стандартную монтажную коробку.

При коммутации нагрузок бóльших, чем 16А (например, кондиционеров, электрочайников, стиральных машин, и т.п.), рекомендуется устанавливать дополнительный пускатель.

Проспект

КАРТОЧНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ COOLMANN.pdf Скачать

Источник: https://www.norweq.ru/catalog/energosberezhenie/energosberegayushchie-ustroystva/

Ссылка на основную публикацию