Принцип работы коммутатора. где находится коммутатор. что это

ЧТО ТАКОЕ КОММУТАТОР ЗАЖИГАНИЯ

Это умное слово, на самом деле, обозначает до примитивности простое устройство. Оно отвечает за искрообразование в системе зажигания. Момент искрообразования осуществляется в блоке зажигания. А коммутатор – то небольшое электронное устройство, управляющее блоком.

Для большего понимания, любая система зажигания делится на две основные части – это система управления и система исполнения искрового разряда. Система управления формирует момент появления искры, а система исполнения – непосредственно формирует эту искру. В данной статье речь пойдет именно об управлении искрой в системе зажигания. Но чтоб немного разобраться в его функциях, следует вспомнить некоторые моменты из автомобильной истории.

Видео что такое коммутатор:

Лучшие коммутаторы на 2-4 порта

После пристального изучения десятка претендентов на топ сетевых коммутаторов осталось всего три достойных варианта. Они созданы по принципу «включил и работай» – устройства не требуют сложной или вообще настройки – готовы к эксплуатации «из коробки». Какие модели ни выберете, останетесь довольны их функциональностью и долговечностью.

MikroTik RouterBoard RB260GS

Универсальное устройство, объединяющее в себе медиаконвертер и коммутатор – снизит себестоимость подключения нескольких абонентов для оптоволоконной линии и изолирует их посредством VLAN. Оснащается пятью сетевыми интерфейсами, один из которых подаёт питающее напряжение потребителю. Питается и от штатного БП.

Резиновые ножки не позволят устройству съехать даже с лакированного стола. Благодаря отверстиям для шурупов девайс крепится на стену или иную поверхность. Устройство не перегревается при длительное работе, тем более в корпусе полно свободного места для циркуляции воздуха.

Прошивка позволяет включать и отключать порты, управлять обменом данных, запрещать клиентам обмениваться информацией. Из других сегментов сети управлять устройством нельзя – не предусмотрена возможность указать адрес шлюза. 4-портовый коммутатор может применяться в качестве медиаконвертера.

Достоинства:

• Стабильная работа.
• Невысокая стоимость.
• Совместимость с VLAN и Passive PoE.
• Гигабитные порты.
• Мощное программное обеспечение.

Недостатки:

• Трудный в настройке.
• Нет подробных инструкций.

Мощный 5-портовый коммутатор с гигабитными портами и оптическим интерфейсом. Актуален для объединения небольших сегментов сетей, где необходимо изолировать клиентов. Выполняет роль медиаконвертера. Удалённое управление через интернет не поддерживает.

Hikvision DS-3E0105P-E

Неуправляемый сетевой коммутатор для подключения до 4-х клиентов к одной сети через гигабитный Ethernet. Широко применяется для подключения Hikvision камер видеонаблюдения к управляющему устройству. В режиме CCTV поддерживает коммутацию камер, отдалённых от свитча на расстояние до 250 м. Может питать оборудование по витой паре.

Оснащён грозозащитой с мощным предохранителем до 6 кВ и может работать в температурном диапазоне – 0º до +45ºC. Разработан специально для домашней эксплуатации и маленьких офисов/производств, где нужно объединить несколько удалённых на пару сотен метров друг от друга клиентов.

Благодаря подающей мощности до 58 Вт работает с оборудованием, совместимым с IEEE 802.3at. Решение снижает затраты на прокладку дополнительных кабелей для подведения питания.

Достоинства:

• Надёжность при работе в помещениях.
• Простота в настройке.
• Мощное питание по витой паре.
• Работа с удалёнными на 250 м камерами.
• Защита от перенапряжения.

Недостатки:

Примитивная инструкция по эксплуатации.

Устройство адаптировано для работы с камерами наблюдения собственного производства. Благодаря высокой мощности PoE способно питать их напряжением, экономя средства на прокладку кабелей и монтаж розеток. Демонстрирует непревзойдённую надёжность – раз настроил, и он безотказно работает.

HiWatch DS-S504P

Бюджетная неуправляемая модель с пятью 100-мегабитными Ethernet-портами. Позволяет объединять до четырёх устройств в режиме EXTEND PoE, удалённых от переключателя на расстояние до 250 м. Максимальная скорость передачи данных в таком режиме не превышает 10 Мбит/с. Бюджет PoE не превышает 35 Вт – этого хватит для питания нескольких видеокамер. Размер таблицы MAC-адресов 1000 шт.

На переднюю панель вынесены индикаторы, уведомляющие о наличии питающего напряжения, переключении устройства в режим Link/Act и PoE. Если поток достигает максимальной пропускной способности, приоритет отдаётся двум первым портам. Устройство рассчитано на работу в помещениях с положительной температурой до +450 C. Благодаря резиновым ножкам устойчиво стоит даже на слегка наклонной поверхности. Есть отверстия для крепления девайса на стену.

Достоинства:

• Объёмная таблица для MAC-адресов.
• Индикация рабочего состояния.
• Приоритет питания для двух первых портов.
• Защита от неправильного подключения.
• Монтаж на стену и установка на стол.

Недостатки:

Не обнаружены.

Предназначение и виды коммутаторов

Электронный коммутатор бесконтактного зажигания Ваз 2107 предназначен для разрыва подачи силы тока в цепи «бобины» первичного назначения по импульсам датчика, который отвечает за распределения подачи тока в системе зажигания.

Система зажигания Ваз 2107

Такие коммутаторы на ВАЗ 2107 бывают от разных производителей: Remix, HIM-52, или BAT. В схеме коммутатора заложена возможность автоматического прерывания подачи тока через бобину системы зажигания при заглушенной силовой установке, но включенной системой.

Это электронное устройство трансформирует директивные сигналы датчика бесконтактного типа в электрические импульсы, приходящие на обмотку первичного типа бобины. При неисправности коммутатора ВАЗ «седьмой» модели без электронного проверочного оснащения этот дефект не устранить.

Таблица: стоимость коммутаторов

Устройство и принцип работы

Первые коммутаторы были крайне примитивны. Простая схема из транзисторов регулировалась при помощи электрического импульса. В таком виде устройство просуществовало недолго. Наступила эра высоких технологий, благодаря которой стали применяться более эффективные инновационные решения.

На машинах, собираемых в РФ, стимулятор искры был впервые использован на автомобиле Ваз-2108. Устройство относилось к серии 36.3734 тоже родного производства. В дальнейшем стали применяться более модернизированные коммутаторы с различным исполнением конструктивно-технической схемы. Однако комбинированная или составная сборочная технология всегда оставалась для российских микросхем неизменной. И плюс её в том, что она ремонтопригодна, в отличие от тех же зарубежных аналогов.

Сегодня коммутатор — это совокупность нескольких элементов: свечи, транзисторы, датчики. Он может использоваться в гибридном или тиристорном зажигании. Электрические импульсы управляются автоматически, что даёт целый ряд практических преимуществ:

• отсутствие перебоев на максимальных скоростях;
• повышение надёжности работы блока;
• возможность увеличения объёма цилиндров мотора.

А когда внедрили элемент Холла, и коммутатор начал управлять сразу несколькими преобразователями, преимущества только увеличились. Настолько, что на каждой отдельной свече стали использовать тандем «катушка+коммутатор». Вот чего конкретно удалось достичь:

• более сильной и надёжной стала искра в системе зажигания;
• исчезли потери мощности в трамблёре;
• улучшился холостой ход;
• снизился расход горючего;
• стабилизировался пуск на холодный двигатель.

Принцип работы коммутатора можно представить себе так. Сначала система контролирует положение коленвала двигателя. Затем индуктивным датчиком Холла, входящим в конструкцию распределителя, снимаются показания с положения поршней в цилиндрах. Он же и подаёт на коммутатор импульс. Сигнал усиливается до 12 вольт и поступает на катушку. За счёт этого уменьшается сила тока, и повышается напряжение.

Отличие свитча от хаба (сетевого концентратора)

Больше всего хаб похож на не управляемый коммутатор. Но у них есть различия. Хаб просто передает все полученные пакеты на все порты какие у него есть в наличии, кроме того откуда пакет пришел. Коммутатор же более умный – хранит таблицы MAC адресов и, после некоторого обучения, передает пакеты только на нужный порт, где находится адресат, не замусоривая лишним трафиком сеть.

Если к хабу подключено несколько устройств, то он работает со скоростью самого низкоскоростного подключенного устройства. В то время как на коммутаторе для каждого подключения на каждом порту выставляется своя скорость. То есть, если на одном порту в результате автопереговоров была выставлена скорость 100 Мбит в секунду, то на другом может быть и 1 Гбит в секунду. Конечно, если коммутатор поддерживает такую скорость.

Сейчас сложно найти в продаже хаб, так как их уже не производят, хотя они могут быть полезны для анализа обмена между двумя устройствами. Для этих целей сейчас покупают коммутаторы и роутеры с зеркалированием портов.

Практически на любом собеседовании кандидату на должность системного администратора задают вопрос про то, чем отличается маршрутизатор от коммутатора или роутер от свитча. А иногда могут подловить соискателя на вопросе об отличии хаба от сетевого концентратора. Предлагаю раз и навсегда разобраться в этих сетевых устройствах, а помогут нам в этом их определения из википедии.

Маршрутизатор или роутер (от английского router — маршрутизатор) — специализированный сетевой компьютер, имеющий минимум один сетевой интерфейс и пересылающий пакеты данных между различными сегментами сети, принимающий решения о пересылке на основании информации о топологии сети и определённых правил, заданных администратором. Предлагаю свой простой способ отличия маршрутизатора (роутера) от других сетевых устройств. Если есть возможность настройки NAT, DHCP или Firewall значит это маршрутизатор (роутер). К ним относится большинство ADSL модемов. У этих устройств всегда можно зайти через web-интерфейс или специальное программное обеспечение в настройки и задать правила работы различных сетевых служб.

Сетевой концентратор или хаб (от английского hub — центр) — устройство для объединения компьютеров в сеть Ethernet c применением кабельной инфраструктуры типа витая пара. В настоящее время вытеснены сетевыми коммутаторами (свитчами). Сетевой концентратор (хаб) довольно примитивное устройство. Поступающий пакет шлёт всем, кто к нему подключен. Таким образом, конечный компьютер сам должен определить, является он законным получателем пакета или нет. Если пакет предназначен не ему, тот уничтожается. Такой подход к передаче данных непрактичен и поэтому в современных сетевых устройствах не используется.

Сетевой коммутатор или свитч (английского switch — переключатель) — устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. Коммутатор работает на канальном уровне модели OSI. В отличие от концентратора (хаба), который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передаёт данные только непосредственно получателю (исключение составляет широковещательный трафик всем узлам сети и трафик для устройств, для которых не известен исходящий порт коммутатора). Это повышает производительность и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости обрабатывать данные, которые им не предназначались.

Бесконтактная система зажигания

Всего существует три огромные группы систем – контактная, бесконтактная, микропроцессорная. Первая делится на две подгруппы – контактная и с применением транзистора, работающего в режиме ключа. В конструкции бесконтактной системы зажигания тоже применяются транзисторы. Использоваться активно такая схема стала в начале 80-х годов прошлого века. И она имеет ряд преимуществ, о которых будет рассказано несколько ниже. Схема коммутатора несложная, она может быть реализована как на транзисторах, так и на контроллере.

Но у бесконтактной системы зажигания имеется и много недостатков, если сравнивать ее с микропроцессорной. Последняя позволяет контролировать практически все параметры двигателя. БСЗ делать это не позволяет, также не может она нормально использоваться на инжекторных моторах. Причина устаревания бесконтактной системы заключается не только в развитии электроники и автомобилестроения, но и в принятии жестких мер по обеспечению экологичности двигателей внутреннего сгорания. К сожалению, уменьшить количество вредных веществ в выхлопе позволяет только микропроцессорное управление.

Как работает коммутатор?

Как работает ethernet switch второго уровня? Все довольно просто — разберем, к примеру, функционал узла А. Все кадры, исходящие от узла А и имеющие в заголовке адрес получающего клиента в сегменте Бета (например, R), поступают в первый порт коммутатора второго уровня, а затем он выходит из второго порта, чтобы быть переданным в узел R. Такой процесс имеет название «ретрансляция», по английски — forwarding. Кадр получается ретранслированным в том случае, если он был принят одним портом коммутатора 2-го уровня и передан через другой порт устройства.

Кадр, который исходит из узла A и имеющий адрес получателя пункта B, поступает и на место назначения, и на коммутатор второго уровня, но тот определяет, что узлы имеют один сегмент, и не передает его. Этот процесс называется фильтрацией, то есть, если коммутатор получает кадр, но не передает его, то он называется отфильтрованным.

Учтите, что здесь не зря используется именно термин «кадр», а не привычное «пакет». Коммутатор — это не повторитель, он занимается исключительно кадрами, а также понимает MAC-адреса. Повторитель же, в свою очередь, оперирует пакетами, в которых хранятся кадры. Порт коммутатора второго уровня, как и узел, является сетевым интерфейсом с пакетом MAC-средств. В общем, коммутатор — это крупный узел, имеющий несколько сетевых интерфейсов.

В технических описаниях к коммутаторам и некоторым сетевым устройствам часто попадается мнение, что коммутация или маршрутизация трафика проводится на полной скорости текущего канала (wire speed). Что значит этот термин? Например, при проверке устройства выяснилось, что производится маршрутизация 20 Ethernet-потоков на полной скорости канала. Значит, устройство маршрутизирует поступающие пакеты с такой же скоростью, с которой они приходили по Ethernet каналам. Если размер пакета — 64 байт, то скорость маршрутизации будет около 297 тысяч пакетов в секунду.

Логично, что если в определении маршрутизатора идет речь о работе устройства на скорости канала, то называть его медлительным нет смысла, ведь его производительность в данном случае зависит напрямую от канала связи.

Ретрансляция кадров из сегмента ЛВС в другой коммутатор может осуществляться при помощи таких способов коммутации, как:

• Сквозная коммутация (Cute-Through).
• Сквозная коммутация модифицированная (Interim Cute-Through).
• Промежуточная буферизация или накопление с последующей ретрансляцией (Store-and-Forward).
• Коммутация гибридного типа.

Не стоит говорить, что у каждого типа коммутации есть и свои плюсы, и весомые недостатки.

Для технологии коммутации второго уровня характерны высокая производительность, что позволяет создавать сложные сети широковещательных областей-доменов.

Активное

Эти устройства построены на электронных схемах, принимающих электрическую энергию. Такое оборудование предназначено для усиления и преобразования сигнала. Основная особенность – использование специальных алгоритмов обработки. Что это значит?

Интернет работает путем пакетирования файлов. Каждый из этих наборов имеет свои технические параметры – сюда входят материалы о его источниках, назначении, целостности данных и т.д. Эти индикаторы позволяют передавать пакеты по желаемому адресу.

Активное устройство не только находит сигнал, но и обрабатывает эти технические параметры. Он направляет их вниз по потоку согласно встроенным алгоритмам. Эта способность позволяет называть аппарат таковым.

Схема подключения

Получается, что роль коммутации — просто усиливать импульс до требуемого значения. Так и есть, ведь недаром конструкторы сравнивают описываемый элемент с полевыми транзисторами Дарлингтона. Только в коммутаторе главную функцию выполняет индуктивный датчик с тремя выводами. Когда в зону датчика входит металлическая пластина, начинается генерация тока. Далее напряжение подаётся на вход коммутатора. Здесь импульс только увеличивается и идёт дальше на преобразователь.

Коммутаторная схема зажигания достаточно проста. Сложность вызывает её установка. Она должна быть проведена максимально грамотно, иначе никакого толка не будет. Важный нюанс касается также подбора транзисторов. Они должны проверяться через специальную измерительную аппаратуру, так как даже у одинаковых на первый взгляд полупроводников характеристики сильно отличаются.

Ниже, в качестве примера, приведена схема 4-портового коммутатора 76.3734 типа КЭТ, используемого на автомобилях Ваз:

• предназначен для БСЗ;
• состоит из контроллёра L497 или его аналога КР1055ХП2;
• возможно подключение к тахометру, расположенному на торпеде;
• классическое подключение — через двухкаскадный усилительный блок.

Теперь по его выводам:

• 1 (выход), с него снимается усиленный импульс — соединяется с главным выводом катушки;
• 2 (контакт) — соединяется с отрицательной клеммой АКБ;
• 3 (масса) — интегрируется внутри блоком с контактом 2;
• 4 — принимает питание от аккумулятора;
• 5 — выводит постоянное питание, всегда под напряжением 12 В.

Примечательно, что между 4 и 5 используется стабилизатор напряжения, так как здесь всегда имеется сопротивление.

Подробнее схема подключения коммутатора на Ваз 2108 приведена на фото.

Доступ к среде

Чтобы избежать коллизий и информация передавались успешно в сетях, где применяется разделяемая среда необходимо использовать, какой-то метод управления доступом к среде. Этот метод должен сделать так, чтобы в одно и то же время данные по разделяемой среде передавал только один компьютер. 

В классическом Ethernet используется метод доступа к разделяемой среде CSMA/CD. Сокращение от английского Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection. По-русски множественный доступ с прослушиванием несущей частоты и обнаружением коллизий. 

Множественный доступ означает, что у нас есть какая-то разделяемая среда, которую используют несколько компьютеров. 

Прослушивание несущей частоты

Для того, чтобы избежать коллизий, ПК передают информацию только тогда, когда среда свободна. И прослушивание это и есть способ определить свободна среда в данный момент времени или сейчас, какой-то другой ПК передает данные, через разделяемую среду. 

Несущая частота это основная гармоника сигнала, применяемая для передачи информации на физическом уровне. 

Например, в Ethernet при манчестерском кодировании происходит смена сигнала в середине каждого такта. Также дополнительно может происходить смена сигнала в конце каждого такта. Поэтому, все компьютеры смотрят изменяется ли сигнал с заданной частотой. И если сигнал изменяется, то значит, какой-то другой компьютер передает данные, поэтому сейчас передавать данные нельзя. Если же в сети нет несущей частоты, то можно передавать данные не опасаясь, что помешаешь какому-то другому устройству. Также возможен вариант, когда в сети есть какой-то сигнал. но в нем нет явно выраженной несущей частоты. Это говорит о том, что это не сигнал передачи данных, а просто помехи.  

Обнаружение коллизий

Если два компьютера начали передавать данные одновременно, то происходит коллизия. Как в Ethernet компьютера обнаруживают коллизию? Для этого они передают и принимают данные одновременно и сравнивают эти данные между собой. Если тот сигнал, который компьютер передает в сеть отличается от того, который он принимает, это значит произошла коллизия. Входной сигнал меняется из-за того, что какой-то другой компьютер передает свой сигнал в сеть. 

В Ethernet если компьютер обнаружил коллизию, он останавливает передачу и передает в сеть Jam последовательность. Это сигнал, который существенным образом искажает все данные, которые передаются по сети, усиливает коллизию, чтобы все компьютеры, которые подключены к разделяемой среде, гарантированно поняли, что коллизия произошла и остановили передачу. 

Наша рекомендация: Netgear GS108E-300PES

Примерно за 6 000 рублей вы можете приобрести самую последнюю версию отличного коммутатора Netgear. Гигабитный коммутатор работает с потоками данных до 2000 Мбит в секунду — этого вам полностью хватит для среднестатистического домашнего использования.

У него в общей сложности восемь портов Gigabit, что означает, что вы сможете с помощью LAN-кабеля подключить к Интернету до семи устройств. Для настройки вам ничего делать не нужно: свитч должен работать по принципу «out-of-the-box», он способен автоматически адаптироваться к любой конфигурации в домашней сети.

Однако специалисты смогут получить доступ к различным настройкам, которые можно менять с помощью меню специальной утилиты настройки коммутатора. Дополнительные функции, такие как QoS (Quality of Service) для предоставления приоритета отдельным сетевым потокам и поддержка VLAN, также доступны в случае необходимости. Металлический корпус сработан очень надежно, он позволяет хорошо отводить тепло от чипов, благодаря чему GS108E не нуждается в вентиляторе и работает бесшумно.

В нашем тестировании GS108E работал с тремя игровыми консолями, самой актуальной моделью медиа-ресивера, SmartTV и жестким диском для NAS. Все функционировало без каких-либо сбоев. Мы рекомендуем эту модель на сто процентов.

Netgear GS108E-300PES: Надежно сработанный и простой в эксплуатации, легко адаптируется к конфигурации вашей сети (Изображение: Netgear)

Что такое коммутатор уровня доступа и зачем он нужен вашей сети?

У интернет-сетей есть своя иерархия: трёхуровненвая модель, которая часто используется в промышленности. Она разделяет сети на три уровня: уровень доступа, агрегации и ядра. Каждый из них выполняет свою функцию. Мы расскажем о коммутаторах уровня доступа.

Если говорить о сети провайдера, то получается следующее:

• Дата центр, или центр обработки данных – коммутатор ядра, к которому подключаются отдельные микрорайоны;
• Микрорайон – коммутатор агрегации, к которому подключаются жилые дома;
• Дом – коммутатор уровня доступа.

Коммутатор уровня доступа – единственный, который напрямую взаимодействует с устройствами конечного пользователя. Именно от него тянутся кабели в наши квартиры, а, значит, он имеет самую высокую плотность портов среди всех типов коммутаторов. Но при этом – у него самая низкая пропускная способность на порт. Если коммутатор ядра и агрегации используют оптоволокно и передают от 10 до 100 Гбит/с, то устройства уровня доступа имеют медное покрытие и скорость от 10 до 1000 Мбит/с.

Особенности коммутатора уровня доступа

Коммутатор уровня доступа облегчает подключение устройств конечных узлов (ПК, модемы, принтеры и IP-телефоны) к сети. У них есть некоторые функции, которые не нужны устройствам верхнего уровня. К примеру, многие современные коммутаторы уровня доступа поддерживают Power over Ethernet. Эта технология позволяет питать электричеством некоторые удалённые устройства с помощью интернет-кабеля. Так работают камеры безопасности, IP-телефония и точки доступа беспроводных сетей.

Также коммутаторы уровня доступа лучше взаимодействуют с конечными устройствами с точки зрения безопасности. Коммутатор Hp 5130 48g имеет технологию проверки подлинности на основе 802.1X и MAC, встроенные непосредственно в его программное обеспечение. 802.1X – позволяет проверять не устройство, но пользователя (т.е. если ваш компьютер украдут, вор не сможет использовать сеть).

Пригодится ли коммутатор уровня доступа в быту?

Теперь мы знаем об иерархии сетей и для чего нужен коммутатор доступа, но можем ли мы использовать его дома?

Если у вас есть сеть VLAN (виртуальная локальная сеть) или вы собираетесь ее подключить; если к сети подключено более двухсот устройств; если у вас есть подсети, подключенные через роутер – да, вам идеально подойдёт коммутатор уровня доступа. В проблемных ситуациях лучше обратиться за помощью к специалистам, чтобы получить исчерпывающую консультацию по проблеме. Реклама на Компьютерре