網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)改變了人們的生活，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用改變了工業(yè)管理和生產(chǎn)的方式，而核心交換機(jī)的出現(xiàn)使得在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用下龐大集中生產(chǎn)管理得到了實(shí)現(xiàn)，助力生產(chǎn)管理者僅通過環(huán)視屏幕，卻對整個(gè)工廠、礦井等安全及生產(chǎn)環(huán)節(jié)一目了然……對于這種可以不叫做核心交換機(jī)而處于核心處的一種交換機(jī)，它有著怎樣的神秘之處？Moxa工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品處產(chǎn)品副理許嘉昇先生在交流中一語中的地介紹道：“談到核心交換機(jī)的發(fā)展，‘核心’的不只是通信的高速穩(wěn)定交換功能，更重要在于未來集中管控的需求。”
為未來，預(yù)留“萬兆”空間
《PLC&FA》：在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展的時(shí)代里，核心交換機(jī)可以說是一個(gè)幕后英雄，大多數(shù)的人對于核心交換機(jī)的概念與發(fā)展是很陌生的，請您介紹一下何謂核心交換機(jī)及其應(yīng)用技術(shù)水平。
許嘉昇：嚴(yán)格來說，核心交換機(jī)并不是交換機(jī)的一種類型，而是放在核心層的交換機(jī)叫核心交換機(jī)。在大型的礦井監(jiān)控、交通監(jiān)控等行業(yè)需要安裝上百個(gè)高清攝像頭，其網(wǎng)絡(luò)流量需求大，超過100臺電腦的網(wǎng)絡(luò)控制就必需核心交換機(jī)來保證監(jiān)控系統(tǒng)的高速穩(wěn)定運(yùn)行，它的特別之處還在于一定要支持三層路由。以Moxa核心交換機(jī)解決方案為例，隨著工業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)以太網(wǎng)的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大，核心交換機(jī)的應(yīng)用解決方案就如一個(gè)分為三層的大蛋糕，蛋糕的最下層是接入層，該層交換機(jī)體積小端口數(shù)少，直接面向用戶接入網(wǎng)絡(luò)；中間層是匯聚層，是多臺接入層交換機(jī)的匯聚點(diǎn)，它必須能夠處理來自接入層設(shè)備的所有通信量，并提供到核心層的上行鏈路，那么這層的交換機(jī)就需要更多的端口數(shù)，也因匯聚而形成千兆需求的概念；最上層是核心層，這一層的交換機(jī)就叫做核心交換機(jī)，需要更高的穩(wěn)定可靠性，高速處理吞吐量進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)通信，則需要更多的端口數(shù)，也發(fā)展成為千兆變?nèi)f兆的需求概念。在這里Moxa不再是單純提供產(chǎn)品銷售，而是把接入層、匯聚層、核心層的概念帶進(jìn)來，給客戶提供一個(gè)完整優(yōu)化的解決方案。
作為核心交換機(jī)在工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域扮演著關(guān)鍵的角色，在面臨當(dāng)前工業(yè)網(wǎng)絡(luò)流量越來越大的情況下，什么樣的交換機(jī)性能才能堪當(dāng)核心交換機(jī)的重任？一般工業(yè)等級的核心交換機(jī)都是應(yīng)用于較惡劣的環(huán)境，如中東石油行業(yè)，過程自動(dòng)化里的核心交換機(jī)機(jī)房設(shè)在最高達(dá)60℃的高溫沙漠里，在酷熱的情況下交換機(jī)會出現(xiàn)宕機(jī)，同時(shí)帶風(fēng)扇的交換機(jī)本身又會吸附較大的沙塵在其中，需要定期維護(hù)……由于核心交換機(jī)在管控的最上位，一旦出現(xiàn)宕機(jī)則會導(dǎo)致整個(gè)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信的癱瘓，鑒于此，以Moxa為代表的先進(jìn)核心交換機(jī)技術(shù)做了新的設(shè)計(jì)研發(fā)，最新推出的一款產(chǎn)品在物理上被設(shè)計(jì)成無風(fēng)扇交換機(jī)，避免了吸附灰塵，在0~60℃仍能正常運(yùn)行，同時(shí)考慮到相關(guān)端口出現(xiàn)故障會影響整個(gè)交換機(jī)運(yùn)行的情況，我們做了硬件模塊熱插拔設(shè)計(jì)，當(dāng)某一個(gè)端口出現(xiàn)問題可以直接插拔，不影響其它系統(tǒng)運(yùn)行，在這里也做了兩路電源模塊的熱插拔設(shè)計(jì)。整體的技術(shù)設(shè)計(jì)思想旨在保證運(yùn)行的穩(wěn)定性和維護(hù)的便利性。這種技術(shù)在當(dāng)前行業(yè)里是先進(jìn)性的代表。
《PLC&FA》：在前面您介紹了核心交換機(jī)所需要的更高性能，那么在市場里，客戶是如何看待這些新技術(shù)趨向的？
許嘉昇：隨著工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，客戶已慢慢地看到萬兆帶寬需求的發(fā)展趨勢，在業(yè)界有人已在討論“萬兆”這個(gè)議題，但是還沒有看到有人真正把這種技術(shù)應(yīng)用到架構(gòu)里�？蛻粼谶x擇產(chǎn)品的時(shí)候會關(guān)注先進(jìn)的技術(shù)，他們會提到“萬兆”這個(gè)概念，主要是出于為未來預(yù)留一些產(chǎn)品升級空間的考慮。對于Moxa的新產(chǎn)品來講，除了千兆應(yīng)用外，預(yù)留了兩個(gè)或四個(gè)萬兆的端口，供客戶在以后的應(yīng)用中做選擇。
為未來，實(shí)現(xiàn)更多兼容
《PLC&FA》：工業(yè)以太網(wǎng)的出現(xiàn)大大促進(jìn)了工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，而在工業(yè)以太網(wǎng)領(lǐng)域也出現(xiàn)了不同標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)，如PFOFINET、EtherNET/IP等多種不同標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)，核心交換機(jī)與這些不同工業(yè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)間存在著怎樣的合作關(guān)系？核心交換機(jī)將如何來推進(jìn)、適應(yīng)與不斷發(fā)展的各種工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)？
許嘉昇：當(dāng)前在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域也在慢慢導(dǎo)入一些IT領(lǐng)域的通信協(xié)議，但是從IT應(yīng)用發(fā)展到工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用則需要三到五年的時(shí)間，這其中有一個(gè)過渡時(shí)間。因?yàn)閺母旧现vIT業(yè)與工業(yè)自動(dòng)化有著不同的DNA，IT技術(shù)生命周期短，產(chǎn)品更新速度快，通信協(xié)議架構(gòu)復(fù)雜，同時(shí)IT用戶追求的技術(shù)是新，而工業(yè)自動(dòng)化通信協(xié)議架構(gòu)相對簡單，產(chǎn)品更新周期慢，用戶關(guān)注的重點(diǎn)在于產(chǎn)品的穩(wěn)定性與可靠性。工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的通信協(xié)議很多是由IT協(xié)議發(fā)展而來，但是對于最新的通信協(xié)議我們會根據(jù)客戶需求去做適當(dāng)?shù)膽?yīng)用，如工業(yè)無線應(yīng)用的WIFI，但是一般來講，在工業(yè)通信中沒有驗(yàn)證成熟穩(wěn)定的技術(shù)是不會輕易被應(yīng)用的。
在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域當(dāng)前最熱的工業(yè)通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)是PROFINET、EtherNET/IP、MODBUS TCP三大協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，在之前用的就不是工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)下都有自己的總線協(xié)議。隨著工業(yè)以太網(wǎng)開放性的發(fā)展，例如原來應(yīng)用的MODBUS協(xié)議底下的底層加上TCP/IP，原設(shè)備與原架構(gòu)不變，然后把原來的骨干通訊換成以太網(wǎng)持續(xù)通訊功能，所以作為通訊關(guān)鍵設(shè)備的交換機(jī)也必須要支持這些不同的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。對于Moxa核心交換機(jī)來講，現(xiàn)在已開始支持EtherNET/IP、Modbus/TCP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，從明年開始也要支持PROFINET協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，方便這些協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)背后的龐大用戶群。同時(shí)SCADA軟件不僅可以管理到PLC，也可以管理到Moxa核心交換機(jī)，能夠時(shí)時(shí)掌控交換機(jī)的狀態(tài)。這對于我們來說也是一個(gè)技術(shù)上的提升。
其實(shí)像推出PROFINET、EtherNET/IP這些協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的西門子、羅克韋爾等也有自己的交換機(jī)，而Moxa花很大投入去做兼容的這件事情還是有不同意義。很多項(xiàng)目一般是品牌產(chǎn)品捆綁的解決方案，而我們推出兼容產(chǎn)品則會給客戶、系統(tǒng)集成商在方案中獲得選擇的空間，從而可以有效降低成本。
為未來，讓網(wǎng)管軟件更智能
《PLC&FA》：流量才使核心交換機(jī)提上日程，有兩個(gè)與流量有關(guān)的，一個(gè)是云計(jì)算，一個(gè)是物聯(lián)網(wǎng)，工業(yè)交換機(jī)在其中扮演的角色很重要，這兩個(gè)的發(fā)展給交換機(jī)提出哪些技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用上的要求？
許嘉昇：針對云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)的概念其實(shí)就是把共同的資源都放在“云端”的一個(gè)概念，然后把下面所有的設(shè)備都做成智能化，可以通過數(shù)字化的方式做到管理人性化的動(dòng)作。從核心交換機(jī)在其中應(yīng)用的角度來講，現(xiàn)在端口數(shù)是48口，在未來如果云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展應(yīng)用，則端口數(shù)會快速上升至64、100甚至更多。成倍增長，這是一定會看到的趨勢，那么那里交換機(jī)肯定會發(fā)生萬兆以上的應(yīng)用，現(xiàn)在看似離譜的40000兆以上的技術(shù)也肯定會發(fā)生。
以上更多講的是硬件的部分，我認(rèn)為一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)完整的解決方案光有硬件是解決不了問題的，更重要的在于軟件。最近Moxa研發(fā)出一套網(wǎng)管軟件，它對于整個(gè)大架構(gòu)來講就是一個(gè)中央控管的角色，可以支持1000多臺交換機(jī)。在未來我們正在思考在監(jiān)控交換機(jī)以外增加一些智能功能，例如使之自動(dòng)記錄每臺交換機(jī)的狀態(tài)、定期做自動(dòng)備份動(dòng)作、如何縮短故障排除時(shí)間等，特別越是在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)足夠大的時(shí)候越是需要開發(fā)更多智能化的功能，并隨著不同產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的特別需求，能靈活定制開發(fā)相關(guān)的特別功能。
交換機(jī)作為硬件來講角色單純，如果要做一個(gè)大的系統(tǒng)架構(gòu)管理，與智能化機(jī)制進(jìn)行交互的話，還是需要透過網(wǎng)管軟件來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榫W(wǎng)管軟件是采用一個(gè)全局的概念去理解諸如哪一區(qū)配置狀況如何，哪里出了問題，出了何種問題，去做何種處理……在未來的云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，我認(rèn)為除了硬件必備外，軟件是更重要的一部分。
《PLC&FA》：隨著核心交換機(jī)技術(shù)的提升，其應(yīng)用范圍已擴(kuò)大，在目前您認(rèn)為核心交換機(jī)將在哪些領(lǐng)域有較大的發(fā)展前景？
許嘉昇：首先在交通領(lǐng)域有一個(gè)ISCS綜合監(jiān)控系統(tǒng)，如攝像頭、PSCADA電力系統(tǒng)、BAS，包括車站CCTV的需求等一系列以前都各自獨(dú)立的系統(tǒng)，現(xiàn)在全部被集成綜合監(jiān)控管理，那么集成后帶寬需求增大，核心交換機(jī)就必不可少。在軌道交通、智能交通領(lǐng)域核心交換機(jī)有著廣闊的市場，我們曾經(jīng)做過一個(gè)機(jī)場監(jiān)控的項(xiàng)目，其安裝攝像頭達(dá)五六百之多，這也是一個(gè)應(yīng)用市場。其次是礦井監(jiān)控，當(dāng)前正是煤礦監(jiān)控系統(tǒng)升級時(shí)節(jié)，百萬噸以上的礦要求全部安全數(shù)字化；同時(shí)當(dāng)前金價(jià)的上升，金礦安全監(jiān)控也在升級，曾在湖南的一個(gè)示范性項(xiàng)目里，礦內(nèi)多達(dá)四百個(gè)高清攝像頭，其網(wǎng)絡(luò)流量驚人。這些只是攝像頭一部分，再加上其它電力監(jiān)控、人員定位等各種安全監(jiān)控系統(tǒng)的集成將給核心交換機(jī)帶來發(fā)展的春天。在當(dāng)前隨著節(jié)能減排的工業(yè)要求，一些高耗能行業(yè)如鋼鐵廠的節(jié)能環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)也開始進(jìn)行系統(tǒng)集成采用核心交換機(jī)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控管理。這一切的背后可以說都源于視頻的需求而推動(dòng)了核心交換機(jī)的發(fā)展與提升。
