简介
电信供应商最近的创新成果表明,在全球范围内核心或回程网络正逐步向互联IP
路由器网络转换。核心网络技术的这种变化正影响着服务类型和有效宽带。传统
模拟租用线路服务无法适应新基础设施,并占用大量资源,从电信供应商的角度
来看,这些资源可以得到更好的利用。数字传送服务,如X.21(千位流)和G.703
(百万流)最终也被停止使用。
这种从传统电信核心网络技术向完全基于IP的系统转变的趋势,正在成为整个工
业遥测和远程控制行业变革的“催化剂”。
电信供应商客户从传统租用线路服务和多点租用线路服务转向替代解决方案。将
会推动回程网络升级的网络效应。本白皮书会将解释可行的替代方案,并给出最
具成本效益和灵活性的推进方式建议。
基于IP的替换解决方案 - 点到多点替换
租用线路的直接有线更换服务将会成为ADSL或者VDSL2宽带的“纯接线”连接。
所谓的“纯接线”连接指的是不包括来自服务供应商的路由器的ADSL或者VDSL2。
规定。这类路由器往往不适用于工业应用,需要电网供电或者使用MTBF(平均故
障时间)非常低的不可靠电源。它们很少能够应付极端低温和潮湿的环境,或者能
够在有限空间(如不通风的控制面板或者仪器架)内良好散热。
表面上似乎无法使用基于最新IP技术的系统来替代慢速的串行/模拟系统。但事实
并非如此。虽然有一些规则可循,但本质上串行设备可以轻易地迁移到IP解决方案
中,并且无需修改远程设备或者中央SCADA、DCS或者交通控制系统中的软件。
在尝试将传统串行系统迁移到基于IP路由器的解决方案时,主要问题是如何连接传
统串行接口和IP。传统设备仍然需要连接到IP网络的25或者9路串行端口以及一种
接口连接方式。威斯特摩的所有宽带路由器都标配一个传统的串行接口。
在本不涉及关于通过IP网络采集和传输串行数据包的完整说明。但我们完全可以说,
大多数异步串行协议可以通过IP网络传输,并且传统设备不会意识到互联介质的任何
变化。
在转到基于IP的解决方案,以及基于3G或者GPRS、或者两者混合的解决方案时,
完全有可能无需铜缆。该问题的说明详见后文。
下一个问题是如何通过互联网或者互联WAN(广域网)建立本质安全的虚拟租用
线路。现有的若干种IP技术能够实现WAN或者互联网上两点间的串行数据传输。
我们还可以以在互联网上两个已知IP地址间传递原始状态的非加密数据。这可以被
用作为早期的传输机制。然而,我们现在正面临着大量的网络安全问题,因此这并
不是一个好的方案。
为确保数据安全和防止非授权网络安全漏洞,数据应当通过VPN(虚拟专用网络)
来传递。VPN实际上是WAN(广域网)上两点间的虚拟租用线路,在图4所示示例中,
VPN是互联网。一旦两个端点间建立了VPN连接,则IP数据包可以从一个节点传送到
另一个节点,并且可以高度确定数据是安全的,不会被拦截、读取或者篡改。
现在,两个站点间有一个虚拟租用线路,路由器上的串行端口可以配置为直接连接到
远程路由器上的串行端口。这通常被称为TCP/IP socket连接或者RAW TELNET。一旦
连接被建立,则本地串行端口接收的串行数据会被直接发送到远程路由器的端口。连接
到串行端口的设备完全不会意识到设备间的介质现在是一个基于IP的WAN,甚至不会
意识到介质已经被更改。
更换到宽带线路还有一个另外的好处,那就是增加宽带。传统专用线路运行的最大
传输速率为33600 bps。而ADSL 2+线路可以20Mbit/s+的上行速度和1Mbit/s的下
行速度运行,VDSL2线路可以40Mbit/s的下行速度和高达10Mbit/s的上行速度运行。
这些额外带宽可用于其他服务或者IP设备。当设备在一段时间内逐步被替换时,原有
的传统串行设备可以与基于以太网IP的替换设备一起运行。
点到多点IP解决方案
用于点到多点租用线路的IP解决方案是上述点到点替换方案的扩展。主要差别在于主
路由器会连接多个VPN。这些VPN会将串行或者IP数据从主站点传递到所有远程位置。
在典型的点到多点更换系统中,来自主站点的串行数据包会被中继传输到从路由器的串
行端口。来自从路由器的响应信息只会被主路由器看到。
混合IP解决方案
一旦完成向IP解决方案的转换,则只需一小步就能够集成任何可支持IP的介质。例如,
它完全可能在同个系统中同时使用有线和无线宽带,转换成一个混合解决方案。可集
成有线和无线系统的能力提高了新IP解决方案的灵活性,允许通过无线宽带访问先前
无法经济到达的地点。
结论
从企业客户的视角来看,这是一个改变“点到点”或者“点到多点”途径的经济案例。
传统模拟租用线路需要从电信供应商租用,维护成本和租金高昂。备选的ADSL、VDSL
、3G服务性价比更高,并且可提供更高的带宽。还有一个解决方案是通过安装面向未来
的基于IP的新设备,尽管现场设备可能会有传统的基于RS-232或者RS-485串行通信。
世界各地电信系统的升级正在成为变革的催化剂。在音频带和传统模拟网络中有不少选
项,但是在IP环境中灵活性和降低成本的机会要大得多。一旦迈出转向基于IP遥测或者
控制网络的第一步,则只需一小步就能重新评估与所有其他不同通信介质的连接方式并
为混合系统做好准备。除了需要降低设备数量或者实时扫描控制系统,IP解决方案为最
终用户提供了增加实时节点访问的机会,并且仍然有降低成本的空间。
威斯特摩是工业数据通信领域的专家,可以利用模拟线路进行串行通信或者利用传统串
行网络迁移到基于IP的广域网络。
Ray Lock
网络技术总监
威斯特摩
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