VSCOM TITAN Промышленная автоматизация

Рано или поздно, к компьютеру хочется подключить USB устройство, расположенное гораздо дальше от компьютера, чем максимальная длина кабеля USB. Например, для печати какого либо документа надо подойти к принтеру и подключить к нему свой ноутбук или внешний USB диск, на который записана библиотека любимых фильмов. Эти  мелкие бытовые неудобства легко можно решить подключением к вашей сети устройства NETUSB-400i. Впрочем, это устройство рассчитано не только на домашнее применение, оно вполне способно справляться с задачами, требующими от оборудования высокой степени надёжности. За годы продаж предыдущей версии NETUSB-400i устройство приобрело большую популярность, несмотря на достаточно высокую цену. Такие качества как универсальность напряжения питания, высокая надёжность аппаратной части и программного обеспечения обеспечили это. Но жизнь не стоит на месте и Titan Electronics выпустила новую версию данного устройства.

Что представляет собой новая версия этого устройства? Внешний вид не изменился, это же касается и индикации устройства. Все изменения находятся внутри - вместо микросхемы моста Ethernet-USB MOSCHIP теперь применяется чип фирмы ELIT SILICON. Эта фирма в последнее время получила заслуженную популярность в области разработки и производства именно мостов Ethernet-USB. Но так как это достаточно узкая ниша, то это, так сказать, широкая популярность в достаточно узких кругах. На страничках этой фирмы, к сожалению, только минимум информации о продукции компании, так что как устроен этот мост мы можем только догадываться. Если предположить, что архитектура моста такая же, как и у MOSCHIP, то микросхема включает в себя процессор ARM (в MOSCHIP ARM9), USB2.0 хост-контроллер и сетевое устройство 10/100/1000 Мбит. Да, совершенно верно, устройство поддерживает 1 Гбит Ethernet, в отличии от предыдущей модели, в которой максимальная скорость сети была 100 Мбит/сек. Это позволяет существенно поднять скорость работы USB устройств, особенно внешних накопителей, повысить скорость печати на удалённые принтеры, ускорить сканирование и т.д.

Рис. 1  Фотография устройства NETUSB 400i со снятой крышкой

Соответственно изменилось и программное обеспечение, теперь программа управления устройствами, которые подключают к USB серверу, называется USB server и, по моему мнению, она стала гораздо более понятна и удобна. Кроме того, существует версия для Linux,  конкретно для Ubuntu 10.04 версий ядра: 2.6.32 / 2.6.40 / 3.0.0-15 / 3.0.0-16 версий , что в принципе не было доступно для предыдущей версии устройства.

В данном обзоре мы поставили себе целью протестировать основные параметры устройства с различными популярными устройствами - принтерами, сканнерами, флэшками, внешними дисками и, конечно, некоторыми коммуникационными устройствами, применяемых в промышленной и домашней автоматизации. Мы выбрали две схемы подключения устройства к сети:

1. Устройство подключено к стандартным сетевым маршрутизаторам 10/100/1000 и 10/100, к которому также подключаются управляющие компьютеры. 
2. Устройство подключается к сети с помощью WiFi моста. Такая схема подключения позволяет избежать протяжки сетевых проводов и выглядит крайне привлекательно для множества применений.

Подключаем USB принтеры и сканеры к сети

Это, наверное, самый простой и распространённый вариант использования данного устройства. В нашем случае мы подключали старенький лазерный принтер Canon LBP2900  и струйное МФУ Canon MP230. С обеими схемами подключения проблем не возникло. Драйвера были ранее установлены на тестовом компьютере, при подключении к NETUSB 400i они мгновенно опознались, были установлены драйверы для этих портов и через минуту принтеры были готовы к работе. При печати выяснилось следующие особенности – при подключении напрямую к сетевому коммутатору печать шла без задержек, сканирование тоже. Если сервер подключался к WiFi мосту, то задержки были ясно видны – при печати на струйном принтере происходило следующее –  принтер печатает примерно четверть страницы, потом пауза 1-2 секунды, опять порция печати, опять пауза и т.д. Абсолютно такая же картина была и при сканировании. На лазерном принтере, естественно, просто увеличивалось время до начала печати. Тем не менее, несмотря на задержки, проблем с принтерами не возникло и при таком подключении. При установке в программе управления сервером  флага – автоматически отключать устройство от компьютера, оно отключалось через 60 секунд простоя и, при свободном устройстве, автоматически подключалось при начале печати снова. Для работы со сканером приходилось вручную подключать устройство в программе управления сервером. Но это совершенно не вызывает неудобства и делается в два клика мышкой.

Подключаем USB ключ  к сети ETHERNET

Подобное подключение позволяет использовать USB ключ (TOKEN)  всеми компьютерами в сети. Как правило, к ключу нужен только кратковременный доступ, поэтому если программа на одном компьютере уже идентифицировала ключ, то другие компьютеры в сети могут тоже использовать этот ключ. Мы подключали к NETUSB 400i USB ключ для доступа в интернет банк. Опять же, никаких проблем не возникло и все компьютеры в сети легко подключались к нашему интернет банку, подписывали платёжные поручения с помощью ключа и т.д. Если ключ занят другим компьютером, то всегда можно послать сообщение со своего компьютера с просьбой освободить ключ или опять использовать режим автоматического отключения токена через определённое время. На самом деле, это невероятно удобно для всех пользователей, которым нужен доступ к такому токену.
В этом случае никаких задержек ни по WiFi мосту, ни по прямому подключению к коммутатору мы не заметили, всё работало одинаково в обоих случаях, что предсказуемо, ибо объём пересылаемых данных достаточно небольшой.

Подключаем к сети USB флэш и жесткие диски

Это тоже один из самых популярных способов использования устройства. Никаких проблем при подключении у нас не возникло. Скорость обмена с устройствами заметно упала. Результаты измерения скорости вы можете видеть в нижеприведённой таблице:

При подключении через оба коммутатора, с жесткого диска свободно воспроизводилось видео формата full HD 1080p, как формата BDMV (размер воспроизводившегося фильма был примерно 50 ГБ), так и более компактых форматов, тем не менее я бы посоветовал при таком режиме использования устройства пользоваться коммутатором (switch) со скоростью 1 ГБ. Для воспроизведения фильмов со стандарных DVD устройств или формата 720р вполне достаточно и 100 МБитного коммутатора. Для воспроизведения фильмов через соединение WiFi скорости, в нашем варианте подключения, явно недостаточно. Тем не менее, воспроизведение слайд шоу с флэшки прошло нормально, правда размер фоток был порядка 6 МПикселов. При большем размере кадра немного подтормаживает, но я воспроизводил необработанные фотографии, которые обычно по размеру в 2-3 раза больше, чем обработанные в каком либо  фото-редакторе. Причём сначала подтормаживание было заметно, а потом как то изчезло.

Тут я хотел бы заметить, что такое подключение не является заменой традиционному хранилищу-серверу, так как при работе с USB дисками через NETUSB 400i, компьютер использует эти диски в монопольном режиме и доступ к данным с другого компьютера невозможен, пока компьютер не освободит диск. Это можно делать, опять же, как в ручную, так и автоматически. Т.е. если диск использовался для загрузки информации, например с торрентов, а загруженное нужно будет использовать на другом компьютере, то первый компьютер придётся на время отключить от дисков.

Подключение к сети переходников RS-232/422/485

Поскольку мы, всё таки, работаем в области автоматизации, то мы не можем обойти этот вариант подключения.  И он чрезвычайно интересен, так как позволяет подключать устройства с интерфейсами RS-232, RS-422 или RS-485 к сети доступным по цене способом. Конечно, для этого существуют асинхронные последовательные серверы типа NETCOM 113, 413 и другие. Но если вам не нужен режим прямого обращения к порту RAW TCP/IP и предполагаете работать только в режиме виртуального COM порта, то вы можете существенно сэкономить, подключив к NETUSB 400i до 4-х стандартных преобразователей USB в последовательный порт, например USB-COM Mini. Тем самым вы получите четырёх портовый асинхронный сервер по цене немного более 200 долларов! Если вы сомневаетесь в надёжности такого решения, то совершенно напрасно. У меня дома уже более полгода к NETUSB 400i подключены USB-DA10 с блоком реле, температурным датчиком, датчиком освещённости и управляет, к радости моей жены, поливом, досветкой и температурным режимом её любимых цветов. Кроме того к устройству подключён стандартный USB-COM Mini, который управляет мотором жалюзи. Всё это управляется компьютером, который мы используем как видео сервер, и стоит в гостиной, используя WiFi-мост (bridge). Ни одного сбоя пока не замечено.
Интересно, что устройства серии IP-COM выполнены примерно по такой же схеме, внутри у них стоит однопортовый мост USB-Ethernet и интегрированный переходник USB-RS232/422/485 на основе FTDI, эти устройства предназначены для использования в системах промышленной автоматизации, а не в простых домашних условиях. Так что не бойтесь эксперементировать в этом направлении.