新的 SCALANCE XM-400 产品系列包含模块化工业以太网交换机，这些交换机可通过各种端口扩展器和插入式收发器进行扩展，可实现具有**多 24 个端口的**配置。它支持 10/100/1000-Mbit 技术，可用于各种传输介质（双绞线，光纤等），以及较高的端口要求。其主要用于高性能的工厂网络（控制级）。借助于灵活的模块化结构，XM-400 产品线还可满足未来的要求，根据相关任务进行调整。

新的 XM-400 系列将取代之前的 X-400 系列（X414-3E 和 X408-2）。

• 用于灵活地使用接口的 Combo 端口：一个 Combo 端口包含一个电气端口和一个 SFP 插槽。始终是这两个端口当中的一个处于激活状态。若插入了 SFP 插入式收发器，则会将电口禁用。
• 借助于 WLAN 和 NFC 并通过智能手机/平板电脑进行**的移动式诊断：通过移动网站**访问 SCALANCE XM-400 的 Web 管理功能。该功能可用现有的 WLAN 和 NFC（近场通信）来启动
• 通过集成冗余管理器，可实现大型网络的高速介质冗余，适用于千兆位以太网和**以太网
• 通过 PROFINET 诊断、CLI、Web 浏览器或 SNMP，可实现远程诊断。
• 集成到 TIA 博途中，可以上传/下载组态
• 得益于支持大量的 IT 标准，可以将自动化网络无缝隙地集成至现有公司网络中:建立虚拟网络（VLAN）；
• 支持标准冗余协议（**生成树协议、链路聚合协议），可以集成到上层企业网络中
• 通过记录多点传送源和目标（Internet 组管理协议 (IGMP) Snooping），SCALANCE XM-400 交换机还可过滤多点传送数据流量，因此可限制网络负载。
• 结合使用 KEY-PLUG XM-400，可以针对 IPv4（不久也可以针对 IPv6）激活第 3 层功能。关于更加详细的说明，请参见“第三层交换机/路由器的附件”
• 通过第 3 层交换（IP 路由）创建 IP 子网和 IP 路由器通信
  • 静态路由
  • 动态路由 OSPF（开放**短路由优先协议）和 RIPv2（路由信息协议）
  • 冗余路由 VRRP（虚拟路由器冗余协议）

产品型号 - 基本设备

基本型设备带 8 至 16 个集成式千兆以太网双绞线接口 (10/100/1000 Mbit/s) ；每一种第二层产品，都可以在以后通过 KEY-PLUG 激活第三层功能（路由），也可以作为具备集成式路由功能的第三层产品。

XM416-4C

• 总共有 16 个端口，其中：
  • **多 16 个 10/100/1000 Mbit/s RJ45 端口，带固定套环
  • **多 4 个 SFP 插槽（组合式端口），100 或 1000 Mbit/s
• 可以连接一个带 8 个端口的端口扩展器，以在一个交换机中实现**多 24 个端口

XM408-8C

• 总共有 8 个端口，其中：
  • **多 8 个 10/100/1000 Mbit/s RJ45 端口，带固定套环
  • **多 8 个 SFP 插槽（组合式端口），100 或 1000 Mbit/s
• 可以连接带有 8 个端口的两个端口扩展器，以在一个交换机中实现**多 24 个端口

XM408-4C

• 总共有 8 个端口，其中：
  • **多 8 个 10/100/1000 Mbit/s RJ45 端口，带固定套环
  • **多 4 个插槽（ Combo 端口），可以利用 SC 连接方法 (1000 Mbit/s) 或 SF/BFOC 连接方法 (100 Mbit/s) 连接插入式收发器
• 可以连接带有 8 个端口的两个端口扩展器，以在一个交换机中实现**多 24 个端口

• 采用了模块化系统设计，成本更低通过采用模块化系统，可以建立工业以太网电气和光纤网络，并能根据工厂结构方便地调整网络拓扑和端口类型并随时进行扩展
• 集成化数据、语音和视频工厂网络
• **多有 24 个千兆端口，因而具有高性能
• 外壳坚固耐用，可进行冗余配置，运行温度范围为 -40 °C 至 +70 °C，在工业环境中具有较高运行可靠性
• 设备可用性较高，原因如下：
  • 冗余电源
  • 以**介质冗余为基础的冗余网络结构
  • 环网拓扑间实现后备冗余
  • 通过标准机制 STP、RSTP、MSTP 实现冗余切换
  • 通过 VRRP 实现冗余路由器操作
  • 可在运行期间更换或扩展介质模块
  • 采用插入式 KEY-PLUG/C-PLUG 交换介质，便于更换设备
• 采用虚拟局域网 (VLAN)，可简便地将大型网络细分为拥有各自地址空间的小型子网。将网络细分成多个子网的原因有：分隔以太网络以减小广播负载、实现敏感区域与主网络的隔离、将网络细分成逻辑工作组。但是，可通过第 3 层交换（IP 路由）实现各 VLAN 之间的通信
• 集成和可选的安全功能针对未授权的网络访问和配置提供保护
• 借助于信号触点、SNMP 陷阱、PROFINET 诊断和电子邮件功能，进行简易监控与诊断
• 由于集成在 SIMATIC 系统故障报文中，降低了 PLC/HMI 的工程组态成本
• TIA 博途中提供了集成组态与诊断功能
• 借助于 WLAN 和 NFC（近场通信）并通过智能手机/平板电脑进行**的移动式诊断：通过移动网站**访问 SCALANCE XM-400 的 Web 管理功能。该功能可用现有的 WLAN 和 NFC 来启动。

使用 SCALANCE XM-400 产品，可以在控制层组态对网络可用性要求较高、需要丰富诊断功能、同时又需要有大量端口、数据传输速率高并支持光缆和铜缆以及“以太网供电”传输的交换网络。

由于基本设备具有可扩展性并且有第 3 层交换功能，可面向相关应用建立网络并随时进行扩展。

SCALANCE XM-400

具有**多 24 个千兆端口的 SCALANCE XM-400 是一种具有坚固的工业标准机箱的工业以太网交换机，适合安装在标准导轨上，防护等级为 IP20。

SCALANCE XM-400 基本设备提供了以下附加接口

• 控制台端口（串行接口 RJ11）和管理端口（100 Mbit/s，RJ45），用于现场进行参数设置/诊断及固件更新
• 用于可选的 C-PLUG 交换介质的插槽（在供货范围内），以便与更换设备；或者用于通过软件扩展到第 3 层交换功能的 KEY-PLUG
• 可以任意组态浮置信号触点，例如用来指示故障
• 通过 LED 和选择按钮显示各种操作模式和状态信息
• 通过接地螺栓进行确定的接地连接
• 提供了两个馈电端以防电压故障
• 在右侧连接端口扩展器（安装无需工具）

• 环网高速冗余；
  将光纤线路的末端相连以形成一个环网，就创建了一个冗余网络结构。 SCALANCE XM-400 交换机具有一个集成的冗余度管理器 (RM)，可连续监视网络的功能。 它可以识别环网中的传输通路故障或 SCALANCE XM-400 交换机故障，然后激活替代通路。 在含有 SCALANCE X-200 或 OSM/ESM 的环网中，可以集成传输速率为 100 Mbps 的 XM-400 交换机。在含有 SCALANCE X-300 和 SCALANCE XR-500 的环网中，可以集成传输速率达到千兆的 XM-400 交换机。
• 高速后备冗余；

  借助于集成的后备功能，可以可靠连接多个环网。 两个传输链路用于将一个环网中的两台 XM-400 交换机连接到另一个环网。
• 时钟同步；
  诊断报文（记录表输入，电子邮件）带有时间标志。 通过利用时间服务器进行时间同步，可在整个网络内实现标准化的本地时间，因此可简化诊断报文在多个设备中的分配。
• 使用多点传送协议（如 IP 语音、视频）时的负载限制
• 通过学习多点传送接收器，XM-400 交换机也可以过滤多点传送数据流量，从而限制网络中的负载。
• 至公司网络的冗余接口；
  X-400 交换机支持标准冗余协议，即生成树协议 (STP) 和**生成树协议 (RSTP)由此一个子网络可以冗余连接到上位公司网络，降低重新组态时间（秒数量级）。
• 支持虚拟网络 (VLAN)；
  如果构建的工业以太网的用户数量**增长，则可将现有网络实际划分为多个虚拟子网，例如将网络划分为多个逻辑区域。 这样就可将大型以太网网络细分为具有自身 IP 地址空间的多个更小的子网。
• 通过符合 802.1Q 的 IP 服务类型 ToS) 和优先级排序来支持服务质量 (QoS)
• 通过链路聚合 (IEEE 802.3ad) 来并行使用多个端口以提高传输速率和故障安全性。
• 支持端口优先级排序
• 支持带宽限制（广播限制器、多播限制器、单播限制器）
• 流量控制
• 建议设备更换；
  所有设置自动备份在 C‑PLUG 插入式交换介质上（交换介质在供货范围内）。 如果必须更换 SCALANCE XM-400 系列的交换机，那么只需通过插入 C-PLUG 将这些设置传输至替换设备。

通过第 3 层 KEY PLUG 提供的其它功能

• 支持第 3 层交换
  • 静态路由
  • 动态路由
  • 路由器冗余
    集成的动态路由协议 OSPF（开放式**短路径优先）和 RIPv2（路由信息协议）控制着与网络中其它 IP 路由器的通信。
• 通过集成的 VRRP 功能（虚拟路由器冗余协议），可实现冗余第 3 层交换（路由）。
• 支持 IPv6（不久实现）、支持双堆栈路由 (IPv4/IPv6)

集成安全功能

• 端口安全功能
• 代理的访问控制
• 验证 802.1X
• SSH
• HTTPS
• SNMPv3
• RADIUS

网络拓扑结构和网络组态

网络拓扑结构可轻松地转换成采用 SCALANCE XM-400 以太网交换机的工厂结构。可实现下面的网络结构及组合：

• 具有**介质冗余性的**以太网千兆环网： 
  为针对传输链路或交换机的故障提供保护，可以将 50 个交换机线性级联以形成一个环网。 在环网中的传输链路或交换机出现故障时，传输路径可在 300 毫秒内重新构建。
• 可以通过后备功能将几个环网冗余连接在一起。
• 另外，SCALANCE XM-400 支持通过**生成树将环网结构冗余连接到公司网络。
• 采用 SCALANCE XM-400 交换机的星形拓扑结构： 
  交换机代表一个中性的星形连接点，它可以通过电缆或光缆连接**多 24 个节点或子网

组态网络时，需要遵循下列限制条件：

• 用于多模光纤导体的两个模板之间的**线路长度：
  • 5000 m，100 Mbps 时
  • 750 m，1 Gbps 时
• 用于单模光纤导体的两个模板之间的**线路长度：
  • 200 km，100 Mbps 时
  • 120 km，1 Gbps 时
• 双绞线**线路长度：
  • 长度为 100 米，传输速率为 100 Mbps，带有 IE FC TP 电缆 2 x 2 和 IE FC 插头 180
  • **长 90米，1 Gbps，带有 IE FC TP 电缆 4 x 2、IE FC RJ45 模块化引出插座以及插接电缆（10米）
  • 长度为 1000 米，传输速率为 100 Mbps，带有 IE FC TP 电缆 4 x 2 和 IE FC 插头 4 x 2

调试和诊断

• 信号掩码；
  信号掩码可通过按钮操作设置为 SCALANCE XM-400 交换机的当前状态（设定值状态）。信号掩码定义监控哪一个端口以及哪一个电源。从而，当被监视的端口或被监视的馈电器故障（偏差/实际状态）时，信号触点才发出出错信号。
• 可以使用串行接口 (RJ11) 来直接连接 PC 或编程设备；可使用命令（命令行界面 - CLI）进行操作
• IP 地址；
  IP 地址可通过 DHCP（动态主机配置协议）进行分配。 如果网络中没有相应服务器，则可使用随附的软件工具或通过控制台串行接口 (CLI) 来分配 IP 地址。
• 下列状态信息通过现场 LED 显示：
  • 端口状态
  • 端口模式（10/100/1000Mbit/s，全/半双工）
  • 两个电压馈电器的状态
  • 信号触点状态
  • 信号掩码（设定值状态）
  • RM 模式
  • 备用模式
• 信号触点的状态通过浮置继电器触点外部输出。例如，在此方式下控制器可以通过输入模板来监控此模板。
• 冗余管理器 (RM)
  在建立环网时，环网中的 SCALANCE XM-400 交换机可切换为 RM 模式。RM 的非环网端口可以用于连接数据终端和网络。如果使用通过 PROFINET 标准化的冗余程序 MRP，则自动调节 RM。
• 经由工业以太网监控； 
  可提供
  • 通过标准浏览器实现诊断（基于 Web 的管理）： 
    从带有浏览器的 PC，通过网络选择 SCALANCE XM-400 交换机
  • 通过移动设备（智能电话、平板电脑）的浏览器
  • 借助于 NFC 读出 XM-400 的移动网站的地址： 
    - 移动终端使用该地址启动浏览器
    - 借助于现有 WLAN 实现功能强大的诊断
  • 通过 SNMP V1、V2c、V3： 
    在网络管理系统中（如 SINEMA Server），通过网络来安全集成 SCALANCE X-400
  • 通过 PROFINET IO 诊断： 
    可在 STEP 7 中用简单、熟悉的方式来组态标准诊断报警，并在 SIMATIC 中进行处理。
    通过在 SIMATIC 解决方案中的全面集成，PLC 和 HMI 的工程与组态成本显著降低。

网络管理

网络管理具有如下功能：

• 密码保护的登录：“管理者”（写入和读取授权）和“用户”（只读）
• 通过访问控制列表提供访问保护
• 加密的 HTTPS 访问
• 读取版本和状态信息
• 信号和备用屏蔽以及地址信息的设置
• 端口的固定设置（数据传输速率，半/全双工）
• 设置 VLAN 及多点传送服务的参数
• 对冗余环网链路的后备连接进行参数化
• 设置**生成树参数
• 按端口定义**负载以进行负载限制（端口阈值）
• 统计信息输出
• 通过可编程的镜像端口，使用标准商业网络分析仪来诊断数据流量
• 通过网络从 TFTP 服务器上加载新的固件状态或组态数据
• 通过 TFTP 服务器网络，可以节约组态数据或日志报表工作量
• 使用 KEY-PLUG 激活之后组态 IP 路由功能（静态路由、动态路由、（OSPF、RIP v1/2）和冗余路由 (VRRP)）

如果网络中发生故障，则 SCALANCE XM-400 交换机可独立地将错误消息（陷阱）发送到网络管理系统（如 SINEMA Server），或通过电子邮件发送到预定义的网络管理员。

远程监控 (RMON) 提供如下功能：
SCALANCE XM-400 交换机能按 RMON 组 1 至 4 汇总统计信息。这包括（例如）每个端口所保持的出错统计。这些信息可以在统计子站点的网络管理器中读出。

通过路由虚拟 LAN 来进行网络结构调整（VLAN 相当于 IP 子网）