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   引言

   如同低溫結冰能夠阻塞河水的流動，極端溫度也可能切斷遠程數據流的輸送。由于現代化設施與控制系統都依賴信息流運營，哪怕出現極短時間的通信中斷，也會給組織的運營帶來巨大的風險。商業級以太網交換機已被證明是非常脆弱的，這是因為它們設計時并未考慮極端溫度、濕度、振動、灰塵以及其他惡劣條件的影響，而這些極端條件在遠程環境中卻又極為常見。與路由傳輸有所不同，商業級以太網交換機常常會發生故障，例如在面對極端條件時自動關機。此類交換機主要面向環境可控的數據中心和布線室而設計，不宜在戶外使用。

   極端條件不應該成為網絡崩潰的理由。如今，全球各地有成千上萬臺性能穩定的工業級以太網交換機運行在遠程網絡中。工業級以太網交換機雖不能避免極端條件，卻能避免因極端條件而導致的昂貴后果。為了確保交換機和依賴交換機運行的系統能連續運轉，需要了解極端條件對不同類型交換機性能的影響和限制，掌握為緩解條件變化所需的功能。本白皮書將探索如何優化網絡，才能獲取最大的連續運行時間。

   極端環境條件如何影響網絡運行

   當以太網交換機達到極限工作溫度時，便會放慢速度，因此可能出現數據丟包等現象。當以太網交換機溫度過冷或過熱時，其組件都無法正常工作，即無法傳輸或存儲數據。這會降低運營的透明度，妨礙自動控制系統執行任務。受遠程環境中以太網交換機管理的數據，其價值不僅在于數據本身，更在于它在支持網絡系統自動化過程中所扮演的重要角色。數據流若中斷，可能導致聯網設備、生產控制軟件，甚至是安保和安全系統意外關閉。此時，由于操作員沒有其他系統可供操作，可能因此缺乏在事態惡化之前對事故進行診斷和糾正的能力。

   網絡故障給安全性、生產能力和盈利能力帶來了莫大的威脅。系統崩潰，導致我們對運營過程缺乏清晰了解，一腳踏入了危險境地，還可能導致安全系統關閉。不僅如此，因系統崩潰而產生的緊急搶修費用比計劃內預防維護費用要高出許多（特別是在遠程地點），用戶可能因此而承擔高額的成本。與故障相伴的還有高生產成本。據一家客戶估計，計劃外停機每延長一分鐘，公司就將額外支付10,000美元。若是鉆井平臺、風力發電廠、管道運輸等工作環境發生此類狀況，其成本將更高——畢竟技術嫻熟的維護技術人員與備件，都遠在數英里開外。

  故障并非不可避免

  故障讓人頭痛，然而在很大程度上能夠被預防。如果能夠選用與操作環境無縫銜接的以太網交換機，就可將網絡故障發生的機率變得微乎其微。要對交換機與操作環節進行成功配需，首先需要對兩種交換機 – 商業和工業級交換機 – 的性能和局限性進行細致了解。

  商業級以太網交換機

  商業級以太網交換機通常用于氣候可控的環境中，例如辦公室和其他室內區域。這樣一來，幾乎不可能因極端溫度、沖擊、振動和電氣噪聲而對其性能產生影響。通常，商業交換機的額定工作溫度范圍為 0° 到 45°C（32° 到 113°F），這在為遠程地點挑選交換機時是一個重要的考慮事項。另外，交換機上一般還需安裝風扇。

  工業級以太網交換機
 
                    

   工業級以太網交換機能夠在 -40° 到 85°C（-40° 到 185°F）溫度范圍內可靠工作，也就是說，它們可以在人們難以到達的極端環境中運行。對于能源、油氣、運輸和制造等行業，工業級交換機是其工業自動化控制系統必不可少的組成部分。此處插入的圖表并排比較了商業級和工業級交換機的規格。舉例來說，工業級交換機能夠在野外工作 20 到 30 年，而商業級交換機的平均故障間隔時間 (MTBF) 一般比工業級交換機要短 3 年。

  藉高級報警功能防故障于未然
 
                           

  許多工業級交換機提供診斷功能，可在低溫或其他極端條件對其造成危害前預警，避免機器停機。對于交換機而言，一個可選功能是定期發送診斷數據包，這些診斷數據可以集成到管理系統中，或是通過人機界面 (HMI) 查看。負責監控交換機的人員或系統，可以逐個端口查看數據流，輕松發現數據流速減緩的端口——這就是問題所在。更為先進的交換機具備嵌入式瀏覽器功能，提供更強大的診斷功能并支持遠程故障排除。用戶可實時查看、處理數據，同時將數據與數據庫和其他用于分析、維護規劃的應用進行共享。這些都是許多工業級交換機所自帶的功能。盡管商業級交換機如今也能提供類似的功能，但需要進行復雜的配置和編程。

  工業交換機輕松應對
 
                     

  任何機構都不能將自己的運營托付給天氣良好和環境條件盡善盡美的美好愿望，他們更應該依靠的是合適的工業級以太網交換機以及其他組件，匯集更高的性能以及更長的連續運行時間。關鍵在于使用針對環境而設計、可進行遠程或主動式管理以避免故障、運行不再受工作條件制約的設備。工業級以太網交換機只為完美完成作業 – 即使在那些不適合人類工作或是商業級交換機難以應對的地區。

  紅獅自動化控制集團出品的工業級以太網交換機，將高性能與堅固耐用的可靠性融為一體，造就了適合當今眾多工業應用的“兩全其美”的解決方案。我們的 N-Tron 和 Sixnet 系列交換機經過硬化處理，是嚴酷戶外環境的理想之選，適于包括能源、變電站、油氣、運輸和其他要求在極端運行條件下提供實時性能的行業。這些交換機在保證內部冗余性的同時，又可結合先進的安防和網絡管理功能。在提供監控和跟蹤工具的同時，它們更能確保基礎設施順暢地連續工作。請訪問 better.redlion.net/industrial-networking，以了解更多我公司非網管型、受控型、網管型和以太網供電(PoE)交換機的信息。

  紅獅控制優勢

  作為全球工業自動化與網絡領域的通訊、監測和控制專家，紅獅控制公司四十余年來一直致力于為客戶提供創新性解決方案。我們以屢獲殊榮的技術幫助全球范圍內的公司獲取實時數據，提高生產效率。旗下品牌有紅獅、N-Tron和Sixnet。公司總部位于賓夕法尼亞州約克市。此外，還在美洲、亞太地區和歐洲設有辦事處。更多資訊敬請訪問www.redlion.net/chinese。紅獅隸屬于思百吉集團。