機(jī)械和設(shè)備工程的自動(dòng)化解決方案通常在數(shù)據(jù)通信方面缺乏一致性。這是因?yàn)樗鼈冇兄鞣N不同的工業(yè)協(xié)議和系統(tǒng)級(jí)的可視化與管理系統(tǒng)，以及診斷手段也不充足；而且，不同的方法還會(huì)拉高總體擁有成本（TCO）。

然而，要實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)的一致性，用戶也面臨著許多方面的挑戰(zhàn)。首先是物理網(wǎng)絡(luò)及其基礎(chǔ)設(shè)施與布線，其次是軟件、配置和管理，最后是性能、實(shí)時(shí)功能、可靠性和安全性。換句話說，用戶期望統(tǒng)一和一致的通信，同時(shí)希望能夠防止系統(tǒng)遭受非授權(quán)訪問和惡意軟件的攻擊。

一致的數(shù)據(jù)通信

因?yàn)楝F(xiàn)代機(jī)器設(shè)備均基于基礎(chǔ)概念和模塊化擴(kuò)展，所以除了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院凸δ苄灾?，通信系統(tǒng)還必須能夠保證高水平的靈活性。正因?yàn)槿绱?，百通?/span>Belden）提出了了“一個(gè)以太網(wǎng)”的概念，涉及從現(xiàn)場到控制直到管理層級(jí)的一致性數(shù)據(jù)通信。其中，工業(yè)信號(hào)傳輸解決方案的專家可以采用具備以太網(wǎng)功能的現(xiàn)場設(shè)備和I/O模塊，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口，可視化與管理軟件，以及有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)組件。這樣不僅可以實(shí)現(xiàn)一致的通信和診斷，而且還可以提高網(wǎng)絡(luò)安全性并降低總成本——簡而言之，它能夠給用戶帶來附加值。

那么如何實(shí)現(xiàn)“一個(gè)以太網(wǎng)”的概念呢？首先，百通（Belden）通過一個(gè)渠道商提供所有有關(guān)的以太網(wǎng)組件。但“一個(gè)以太網(wǎng)”的概念遠(yuǎn)不止如此。它是一個(gè)全面的解決方案，適用于整個(gè)通信基礎(chǔ)設(shè)施，可提供物理上統(tǒng)一的L1和L2。不過，雙絞線、光纖和無線等各種不同的傳輸介質(zhì)也發(fā)揮著重要的作用。此外，在可以預(yù)見的將來，現(xiàn)場總線將被基于以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)取代。因?yàn)檫@樣可以提高網(wǎng)絡(luò)的功能和性能，但以太網(wǎng)對(duì)萬維網(wǎng)的開放性同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致較高的風(fēng)險(xiǎn)；“一個(gè)以太網(wǎng)”的概念正好也可以解決這個(gè)問題。

給用戶提供附加值

“一個(gè)以太網(wǎng)”概念對(duì)用戶的主要優(yōu)勢(shì)在于它能夠降低總體成本。不過，這要求以太網(wǎng)作為唯一的標(biāo)準(zhǔn)。因此百通（Belden）采用了辦公領(lǐng)域已非常成熟的多種管理解決方案。畢竟，全面的診斷要求所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都必須可見：不僅包括交換機(jī)、路由器和無線節(jié)點(diǎn)，而且還包括I/O模塊等設(shè)備。百通（Belden）在2013年漢諾威工業(yè)博覽會(huì)（2013 Hanover Fair）上就現(xiàn)場展示了工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備可視化。

由于目前的網(wǎng)絡(luò)中采用了各種不同的工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，所以百通（Belden）的“一個(gè)以太網(wǎng)”概念設(shè)計(jì)獨(dú)立于協(xié)議。如今交換機(jī)可以支持Profinet和Ethercat或Ethernet/IP，所以“一個(gè)以太網(wǎng)”的概念專注于L1和L2。SNMP（簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議）可用于全面展示診斷信息。目前，越來越多的自動(dòng)化專家開始采用該協(xié)議?？偠灾耙粋€(gè)以太網(wǎng)”的概念遠(yuǎn)不止從網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和診斷的角度將各個(gè)工廠甚至生產(chǎn)線網(wǎng)絡(luò)化，而是包含全部的生產(chǎn)地點(diǎn)或完整的價(jià)值創(chuàng)造鏈。

統(tǒng)一的診斷

這種方法也稱為“Industry 4.0”，或者說網(wǎng)絡(luò)化工業(yè)生產(chǎn)，它通過企業(yè)邊界與互聯(lián)網(wǎng)相連。但這個(gè)議題的許多細(xì)節(jié)問題還有待于進(jìn)一步討論和確定。所以“一個(gè)以太網(wǎng)”的概念初步來說將專注于統(tǒng)一診斷。盡管意圖非常良好，但目前沒有人能夠指出，這個(gè)包含所有現(xiàn)場設(shè)備的完整解決方案將來會(huì)是什么樣子。

從安全的角度來說，情況則有所不同。在“一個(gè)以太網(wǎng)”概念中，所有有源網(wǎng)絡(luò)組件均配備了防火墻或?qū)Ｓ冒踩δ堋４送?，敏感的區(qū)域可以定義、隔離于網(wǎng)絡(luò)并通過獨(dú)立防火墻來保障安全。然而，構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)的可不只是黑客。換言之，是否能夠防止員工無意中改變配置或通過U盤傳輸惡意數(shù)據(jù)？從這一點(diǎn)上來說，即使防火墻也經(jīng)?！笆譄o策”。不過，分散化網(wǎng)絡(luò)安全的概念可以提供最佳的保護(hù)。通過將本地生產(chǎn)單元彼此分隔，惡意軟件向其它網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的擴(kuò)散將難以實(shí)現(xiàn)，甚至可以適當(dāng)?shù)刈韪簟?/span>

總結(jié)

工業(yè)數(shù)據(jù)通信的未來屬于具有一致性的以太網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。這是進(jìn)一步提高性能的唯一途徑——就此而言，“Industry 4.0”的方法也很有重要。

所以百通（Belden）通過“一個(gè)以太網(wǎng)”的概念提供了一個(gè)完整的解決方案，其中包含電纜和連接器，以及交換機(jī)、防火墻、無線系統(tǒng)和SNMP（簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議）統(tǒng)一診斷。只有它才能夠保證從現(xiàn)場到控制直到管理層級(jí)的一致性數(shù)據(jù)通信，并且同時(shí)降低總體擁有成本。