大家都知道,工业控制系统一般运行年限较长,且对旧系统的兼容性要求很高。这就注定了工业路由器需要具备良好的升级能力和向后兼容性,以适应不断更新的网络需求。对此,作为网络工程师,我们也有不少深切体会。
还记得十多年前,当时构建工业以太网是一件颇有挑战的事情。虽然以太网技术已经具备了基本的实时能力,但由于协议机制的局限性,很多特殊场景下的延时抖动和丢包率都较高,确定性传输能力不足。为了解决这个问题,我们不得不在网络系统中大量引入专用的工业以太网交换机,以满足当时工业生产的实时控制需求。
随着技术的发展,工业以太网协议也在不断优化和完善。比如后来广泛应用的EtherNet/IP、EtherCAT等协议,其实时确定性能力有了极大提升。于是,我们开始逐步用这些新型工业以太网协议取代旧有的网络架构,并更新相应的网络基础设施。
这种更新改造对于路由器而言,无疑是一个巨大的挑战。一方面,我们需要路由器能够高效支持新的协议特性,做到无缝切换;另一方面,也要确保兼容遗留系统,避免对现有产线造成影响。
我所在的公司当时就遇到了这样一个两难困境。我们需要对一条关键生产线的网络系统进行升级改造,以支持EtherNet/IP协议。但该生产线的网络中还残留着大量不支持该协议的旧设备。为了避免停线影响生产,最终我们采取了分步渐进的升级方式,先在整体架构中保留旧网络,然后在核心节点部署了全新的支持双协议的工业路由器,扮演协议转换和隔离的角色,最终实现了生产线的平稳过渡。
除了协议层面的升级,随着通信技术的不断进步,网络设备本身也在不断向着高性能、智能化的方向发展。例如当下热门的SDN、网络功能虚拟化等新型网络架构,工业路由器也需要相应地引入这些先进技术,并重新设计和优化其硬件结构和系统架构,来支撑这些新兴功能的部署。
另一个我们需要着眼的,是工业无线通信技术的持续演进。随着5G、WIFI6等高效能无线技术的不断到来,以及人工智能技术的日益成熟,未来的工业无线路由器将向着自动调参优化、智能负载均衡、切片虚拟化等方向发展,以应对智能工厂和工业互联网时代的更高挑战。
