産業用イーサネットスイッチとは？what-industrial_ethernet_switch

01よく耳にするイーサネットスイッチとはどんなネットワーク機器？

イーサネットスイッチとは、複数のPCや機器間のネットワーク（イーサネット）を構築する際に、効率的な中継機能を果たすスイッチのことです。当初コンピュータネットワークで中継に使われていた装置は「ハブ」でした。ハブ自体は単に中継しかせず、ポートに接続されたすべてのPCや機器に対して、無条件で物理層からデータを再送出していました。

これではデータを送りたい相手以外にも余計なデータを流してしまい、ネットワーク全体に負荷がかかります。そこで1990年代に登場したのがスイッチです。相手先の機器に固有に割り振られている「MACアドレス」を特定し、必要なポートのみに通信データを出力するため、機器間の通信を効率的に行えます。

【図1】ハブとスイッチの違い。ハブは受信ポート以外のすべてのポートへデータを垂れ流します（フラッディング）。一方スイッチは宛先のMACアドレスを見て、必要なポート（PC2）だけにデータを送信します。

02産業用と一般用のイーサネットスイッチの違いはどこにあるのか？

ここまでは一般用（商用）イーサネットスイッチの説明でした。弊社が取り扱っている産業用イーサネットスイッチは、商用の一般的なスイッチとは異なるものです。通信がイーサネットである点は本質的に変わりませんが、産業用製品は機能面と性能面で商用製品より優れています。

たとえば産業用では、さまざまなフィールドバスとの相互接続性、リアルタイム通信性、ネットワークセキュリティ、デバイスの冗長性、本質安全性などの対策が施されています。さらに炭鉱や船舶などの過酷環境に加え、産業環境ではEMI（電磁適合性）や振動・衝撃・腐食、温度・湿度、粉塵・防爆などの特別要件が加わります。違いを表に整理すると次の通りです。

03製造業のDX化を左右する！ 産業用イーサネットスイッチの種類とは？

産業用イーサネットスイッチは、大別すると「アンマネージドスイッチ」と「マネージドスイッチ」の2種類があります。現在、日本の製造業の現場では安価なアンマネージドスイッチが多く使われています。しかし鉄道や電力などのインフラネットワークでは、機能面やセキュリティ面を考慮してマネージドスイッチが使用されています。

アンマネージドスイッチは従来のスイッチと同様の機能を持ちます。安価でプラグ＆プレイで手軽に動作し、接続機器のMACアドレスを自動管理できるため、「単に機器同士を接続できれば良い・安価に済ませたい」というニーズに合っています。一方、高品質・高信頼性のネットワークや高度な制御が求められる産業分野では、マネージドスイッチが必要不可欠になります。

04ここを抑えたい！ 産業用イーサネットスイッチの選び方のポイント

産業用イーサネットスイッチの種類と機能を理解できたところで、具体的な製品選びをどうするか？という話になります。一般的な選定条件として、以下の5つの要件を考慮するとよいでしょう。

• 必要なポート数が装備されているか？ 接続可能なデバイス数で決定。1台で2～64ポートを収容できる製品が一般的。スタック機能でポート数を増やせる製品も。
• 必要なパフォーマンス（高速性）が確保できるか？ イントラネットは10M/100Mbps、重いファイル転送は1000Mbps（GbE）、最新ネットワークなら10Gbps。長距離・大容量には約100Gbps対応の光ファイバーも。
• 信頼性（冗長機能）が確保されているか？ 冗長化プロトコル・リングトポロジー対応でシステムダウンを防止。
• セキュリティ面で安全性が担保できるか？ 工場のオープン化・インターネット接続が進むほどセキュリティ対策は必須に。
• 耐環境性は大丈夫か？ 堅牢性、防塵・防爆、IP規格対応など、設置環境の要件を確認。

閉じられていた工場のレガシーシステムから脱却し、オープン化を進めてインターネットへの接続が加わると、セキュリティ対策は必須になります。その際にマネージドスイッチが一役買ってくれます。ネットワーク故障診断でも専用ソフトなどで原因を迅速に特定できます。将来を見据えてマネージドスイッチへの切り替えを視野に入れておくと良いでしょう。

05こんなことまでできる！ マネージドスイッチの最新動向

工場のスマート化やIoT化、エッジデバイス対応など、これから製造業のDX化はどんどん進んでいきます。そのとき工場システムの根幹を支えるのはネットワークと関連周辺機器です。マネージドスイッチを導入することで、ネットワークの信頼性や管理、セキュリティ対策の準備が整います。

【図2】Moxa 産業用イーサネットスイッチのラインナップ（一部）。設置形態（ラック／DINレール）やポート構成、耐環境性能の違いで幅広い製品が揃う。

弊社で取り扱うMoxaのマネージドイーサネットスイッチは、QoS、VLAN、ポートトランキング（リンクアグリゲーション）などの機能をサポート。さらに独自の冗長化機能「Turbo Ring」と「Turbo Chain」により、ネットワークの高速復旧（最速20ms）と信頼性を格段にアップしています。

また、運用を支える専用ツールも充実しています。