2024年9月26日，一场汇聚了行业精英与思想领袖的盛会——“新型工业网络创新论坛暨2024工业互联网网络创新大会”在北京隆重召开。本次大会由中国信息通信研究院（以下简称：中国信通院）和中国邮电器材集团有限公司主办，工业互联网产业联盟、中邮国际展览广告有限公司等承办，以“共筑新型工业网络体系，助力制造业高质量发展”为核心议题，旨在深入探讨新型工业网络体系的最新发展趋势，挖掘工业网络、工业互联网网络等前沿技术的创新应用潜力，并全面总结分享新型工业网络在特征、架构、体系上的最新进展。
在新型工业网络创新论坛的产业成果发布环节，中国信通院总工程师敖立发布了通过“TSN产业链名录计划”第三批评测的产品名单，并为深圳市光路在线科技有限公司、北京纵横机电科技有限公司、华为技术有限公司、中车大连电力牵引研发中心有限公司等八家通过评测的单位代表颁发了证书。
到2024年9月为止，已有5大类、26款TSN产品通过评测加入名录，这一数量的增长，彰显了TSN技术产业生态的蓬勃扩张态势。此外，该生态体系正逐步构建成一个完整的产业链，并不断向电力、车载系统、轨道交通等多个应用领域延伸和复制，为新型工业网络的持续进步和发展提供了坚实的支撑力量。
TSN作为工业互联网领域的一项关键技术，以其低延迟、高可靠性和确定性的数据传输能力，为工业自动化、智能制造等场景提供了强有力的网络支持。
回顾过去，光路科技在TSN领域的探索从未停歇。在2023年，光路科技的TSN交换机就成功通过了中国信通院的严格测试，并荣获了“TSN时间敏感网络产业链名录计划”产品检测证书。这一认证不仅标志着光路科技的TSN交换机在技术和性能上达到了行业领先水平，更意味着其在满足工业自动化、智能制造等严苛环境下对网络极高要求方面，具备了强大的实力。
光路科技的TSN交换机，全面支持IEEE 802.1AS（时钟同步）、IEEE 802.1Qbv（时间感知流量整形）、IEEE 802.1Qbu（帧抢占调度）、IEEE 802.1Qci、IEEE 802.1CB、IEEE 802.1Qcc等多项关键协议，通过精密的时钟同步机制、高效的数据调度算法以及先进的流量整形技术，确保了数据传输的低延迟、高可靠性和确定性。
在工业自动化场景中，毫秒级的延迟都可能对生产效率、产品质量乃至生产安全产生重大影响。而光路科技的TSN交换机正是针对这一痛点，通过技术创新实现了数据传输的极致优化。无论是高速运转的机械设备，还是精密复杂的生产线，光路科技的TSN交换机都能提供稳定可靠的网络支持，确保数据的实时传输和精准处理，为制造业的智能化转型提供了坚实的网络基础。
此外，光路科技还致力于将TSN技术应用于更多关键行业，如能源、交通、车载、医疗等。这些行业对网络的实时性、可靠性和安全性有着极高的要求。
将来，新型工业网络体系将发挥越来越重要的作用。光路科技将继续秉承创新、务实、高效的发展理念，不断推动TSN技术的研发与应用，为关键行业的高质量发展贡献更多力量。同时，光路科技也期待与更多行业伙伴携手合作，共同探索新型工业网络体系的新特征、新架构、新体系，共同开创各行业数字化转型的新篇章。
前言
TSN（Time-Sensitive Networking）时间敏感网络是国际IEEE802.1工作组开发的一套协议标准，是一种在传统的非确定性以太网技术中实现业务传输确定的最小时延的协议族，为标准以太网增加了确定性和可靠性，是一种进一步提高工业网络的可用性和可控性的技术手段。
在目前国内工业通信的传统应用中，工业以太网设备，例如工业以太网交换机，在前十年里，和普通商用交换机相比，主要的差异性是在交换机的温度适应性、结构和安装以及整机的EMC抗扰度等硬件特性上加以区分，在未来工业通信的发展上，工业以太网交换机将融合TSN技术，精准、精确的工业自动化系统的关键性控制和集采业务报文进行同步和控制，保证工业通信网络最小的时延和抖动，最终提高整体工业网络的稳定性和可靠性，TSN技术作为下一代工业交换机的关键技术指标，是未来严格区分普通交换机的重要功能之一，其本身也是属于传统以太网的扩展功能的子集。
1、CSMA/CD（载波侦听多路访问和冲突检测）技术
以太网通信在我国已经发展几十年，属于非常成熟的通信技术，是基于CSMA/CD技术承载于双绞线（UTP线缆）进行组网和通信的，但是采用串行方式进行传输带来的问题是多设备共享，这既是以太网的优势，同时也是工业以太网的劣势，因为所有的发射端没有基于时间的流量控制，采用尽力而为的转发机制，导致了不同设备的数据流在时间上产生叠加，虽然有QoS优先级机制或者缓冲区机制来进行保障，但是在网络负荷较重的时候，会出现业务的转发延迟变高，甚至会被丢弃。
2、工业以太网的互操作性瓶颈
随着国际上大力发展工业互联网和工业4.0，工业通信业务的发展对网络基础设施提出了更高的要求和需求，我们国内的工业网络也呈现出融合、开放和灵活的OT+IT结构发展。
在传统的工业以太网，例如EtherCAT、Profinet、CC-Link、ModBus等技术中，虽然提供了确定性连接和延迟的保证，但是各个协议之间不能进行互操作，导致整个网络结构不灵活。
TSN技术包含了IEEE802.1AS、IEEE802.1Qbv等多种协议标准，是属于传统以太网的扩展子集，具备很强的通用性和操作性，同时也满足网络连接的确定性和延迟的保证性。
光路科技FR-TSN系列时钟敏感网络交换机是集成了TSN协议栈技术的卡轨式管理型工业以太网交换机，该系列TSN交换机具有确定性和微秒级交互特性，提供丰富的网络接口，例如10GBase-X SFP+接口、100/1000Base-X SFP接口和10/100/1000Base-TX 电口，支持IEEE802.1AS、IEEE802.1Qbv等协议，并支持RSTP/MSTP、VLAN、组播、QoS等丰富的二层软件特性。
FR-TSN系列工业以太网交换机采用导轨式IP40铝合金外壳设计，具备极端的环境温度适应性和优良的EMC电磁兼容抗扰性设计，可在恶劣工业环境下稳定可靠的工作，FR-TSN系列产品作为下一代工业网络的演进方向产品之一，是未来引发无人驾驶、边缘计算、虚拟现实等领域技术落地的工业交换机产品，也是对工控领域的离散型工业通信进行数字化转型和智能制造升级的利器。光路科技致力在电力、交通、5G融合网、工业精密制造、汽车无人驾驶以及军工船载等领域，持续为客户提供针对传输时间具有高稳定性、可操作性要求的各种网络的可靠解决方案。
引言：
工业网络在现代工业自动化和智能化过程中扮演着重要的角色。而IEEE 802.3BT工业以太网交换机作为一种先进的网络设备，为工业网络提供了一系列独特的优势和功能。本文将深入探讨IEEE 802.3BT工业交换机的优势，包括高功率供电能力、高带宽和高速度、强大的网络管理和安全性能，以及高可靠性。
IEEE 802.3BT（PoE++）标准是一种用于工业交换机的高功率供电和数据传输的规范。它提供了同时传输数据和高功率电力的能力，为工业设备的连接和供电带来了革命性的改变。
IEEE 802.3BT工业交换机，属于大功率工业PoE交换机，它基于以太网技术，具备高带宽、高速度和强大的数据处理能力。它可以为多个工业设备提供高速、可靠的网络连接，并支持高功率供电，实现同时对设备的数据传输和供电。
IEEE 802.3BT工业交换机广泛应用于工业自动化、智能制造、物联网等领域。它为工业网络提供了稳定可靠的连接，推动了工业系统的高效运行和智能化发展。
本文将重点介绍IEEE 802.3BT，即PoE++交换机，而关于IEEE 802.3af（PoE）、IEEE 802.3at（PoE+）以及各版本PoE协议对应的功率和支持的PD设备参照表，可点击链接：什么是PoE和PoE交换机？工作原理、供电标准及工业PoE交换机的应用场景。
IEEE 802.3bt和IEEE 802.3af/at一样，都是用于同时传输电力和数据的规范，然而，IEEE 802.3BT工业交换机有着明显的优势。
IEEE 802.3BT标准支持高达90瓦的供电能力，能够满足一些功率需求较高的设备，如摄像头、无线接入点等，可以为各类工业设备提供充足的电力。
支持多种功率需求的设备：在工业环境中，存在各种功率需求不同的设备，例如摄像头、无线接入点、工业传感器等。这些设备可能需要较高的功率供电才能正常运行。通过IEEE 802.3BT工业交换机的高功率供电能力，可以满足这些设备的需求，提供充足的电力供应。
远距离供电和设备级联：传统上，在工业网络中，设备的供电通常需要通过电源线独立连接。这可能导致布线复杂、成本高昂。而IEEE 802.3BT工业交换机的高功率供电能力使得远距离供电成为可能，可以通过网络连接为设备供电，减少布线的复杂性。此外，高功率供电还支持设备之间的级联连接，简化了网络结构。
灵活性和可扩展性：高功率供电能力为工业网络带来了更大的灵活性和可扩展性。设备可以根据实际需求灵活地布置，无需过多考虑供电线路的限制。对于工业网络的扩展，只需通过交换机添加新设备，并提供高功率供电，而无需对供电线路进行修改。
提高可靠性和稳定性：在工业环境中，电力供应的可靠性对于设备的正常运行至关重要。通过IEEE 802.3BT工业以太网交换机的高功率供电能力，设备可以获得稳定的电力供应，降低停机和故障的风险。这对于工业自动化和生产连续性至关重要，可以提高工业系统的可靠性和稳定性。
简化维护和管理：使用高功率供电的IEEE 802.3BT工业交换机可以简化设备的维护和管理。设备的供电和网络连接集成在一起，减少了布线的复杂性和维护的工作量。工程师可以更轻松地进行设备的监控、故障排查和维修，提高了网络管理的效率。
总之，高功率供电是IEEE 802.3BT工业交换机的重要优势之一。它支持多种功率需求的设备，提供灵活、可扩展的供电解决方案，提高工业网络的可靠性和稳定性，同时简化了维护和管理工作。这使得工业网络能够满足不同设备的需求，并为工业自动化和智能化提供了强大的动力。
IEEE 802.3BT工业交换机支持千兆以太网和万兆以太网，提供高速、高带宽的数据传输能力。工业应用需要大量的数据传输和处理，高带宽和高速度可以确保实时性和可靠性，提高生产效率和工业系统的响应能力。
实时性和响应性：在工业环境中，许多应用需要实时数据传输和快速响应能力。例如，工业自动化系统需要实时监控和控制，物联网应用需要及时传输传感器数据。通过提供高带宽和高速度，IEEE 802.3BT工业交换机可以快速、可靠地传输大量的数据，确保系统实时性和响应性。
大规模数据传输：在现代工业应用中，数据量通常非常庞大。例如，高清视频监控、传感器数据采集、工艺参数记录等都需要大规模的数据传输。高带宽和高速度可以保证大量数据的高效传输，避免数据丢失或延迟，确保数据的完整性和准确性。
提高生产效率：高带宽和高速度可以提高生产效率。通过快速传输数据和实时监控，工程师可以更及时地获得生产线的状态信息，进行迅速的决策和调整。这有助于减少生产故障、提高生产线的稳定性和生产效率。
支持多媒体应用：在某些工业场景中，多媒体应用如高清视频传输和音频通信可能非常重要。例如，安全监控系统需要高质量的视频传输，远程协作和远程维护可能需要高清音频通信。高带宽和高速度能够满足这些多媒体应用的需求，确保高质量的传输和通信。
网络扩展和未来发展：工业网络通常需要随着业务需求的增长进行扩展。通过提供高带宽和高速度，IEEE 802.3BT工业以太网交换机可以支持更多设备的连接，并保持稳定的数据传输。这为工业网络的未来发展提供了良好的基础和扩展性。
总结而言，高带宽和高速度是IEEE 802.3BT工业交换机的关键优势，对工业网络至关重要。它们提供了实时性、响应性和高效的大规模数据传输能力，提高了生产效率和工业系统的稳定性。此外，它们还支持多媒体应用和网络扩展，为工业网络的发展提供了更广阔的可能性。
IEEE 802.3BT工业交换机支持远程配置、监控和管理，可以实现对工业网络的集中控制和维护。例如，光路科技研发的IEEE 802.3BT工业交换机在网络管理和网络安全方面的优势如下：
远程配置和监控：IEEE 802.3BT工业以太网交换机提供了强大的远程配置和监控功能。通过网络管理软件，工程师可以远程配置交换机的各种参数和设置，例如端口速率、虚拟局域网（VLAN）配置等。此外，可以监控交换机的状态、性能指标和网络流量，及时发现和解决问题，提高网络的管理效率。
集中控制和管理：IEEE 802.3BT工业交换机支持集中控制和管理。工程师可以通过集中的管理系统对多个交换机进行集中管理和监控。这简化了网络管理的工作量，提高了管理的效率和准确性。同时，可以对整个工业网络进行一致的配置和策略管理，确保网络的一致性和安全性。
网络隔离和访问控制：在工业网络中，安全性是至关重要的。IEEE 802.3BT工业交换机具有网络隔离和访问控制的功能，可以将网络划分为不同的虚拟局域网（VLAN），从而隔离不同部门、设备或用户的流量。此外，可以通过访问控制列表（ACL）等机制对流量进行过滤和限制，防止未经授权的访问和安全威胁。
身份认证和安全协议：IEEE 802.3BT工业交换机支持多种身份认证和安全协议，加强了网络的安全性。例如，可以使用802.1X认证协议进行用户身份验证，确保只有经过授权的用户可以访问网络。此外，支持安全协议如SSH（Secure Shell）和SSL（Secure Sockets Layer），提供加密和安全的远程访问机制，防止信息泄露和未经授权的访问。
检测和防御网络攻击：IEEE 802.3BT工业交换机具备检测和防御网络攻击的能力。它可以监测和识别常见的网络攻击行为，如ARP欺骗、MAC地址欺骗等，并采取相应的防御措施，例如端口隔离、流量过滤等，保护工业网络免受攻击和未授权访问。
总结而言，IEEE 802.3BT工业交换机在网络管理和网络安全方面具有显著的优势。它提供了远程配置和监控、集中控制和管理的能力，简化了网络管理的工作量。同时，它支持网络隔离、访问控制、身份认证和安全协议，提供了强大的安全防护机制，保护工业网络免受攻击和安全威胁。这些优势使得IEEE 802.3BT工业交换机成为安全可靠的工业网络解决方案的重要组成部分。
工业网络需要长时间稳定运行，高可靠性和稳定性可以降低系统故障和停机的风险，保障生产的连续性和稳定性。
光路科技的IEEE 802.3BT工业交换机采用了高可靠性设计和冗余机制，以确保工业网络的稳定性和可靠性。具体表现在以下几个方面：
冗余电源供应：
为了避免因单点故障而导致的停机和数据丢失，光路科技的IEEE 802.3BT工业以太网交换机采用了冗余电源供应设计。它支持多个电源输入接口，并能够实现电源的热备份。如果其中一个电源发生故障，交换机会自动切换到备用电源，确保持续的电力供应，从而提高了系统的可用性和稳定性。
冗余网络连接：
光路科技的IEEE 802.3BT工业交换机还具备冗余网络连接的功能。它支持多个网络接口，可以与多个上级网络设备进行冗余连接。通过使用冗余网络连接，交换机可以在某个连接发生故障时自动切换到备用连接，确保网络的连通性和数据的传输可靠性。这种冗余机制可以防止网络中断和数据丢失，提高了工业网络的可靠性和容错性。
环路检测和防止广播风暴：
环路是工业网络中常见的问题之一，会导致网络的不稳定和性能下降。为了解决这个问题，光路科技的IEEE 802.3BT工业交换机采用了环路检测和防止广播风暴的机制。它能够主动检测并阻止环路的形成，从而避免数据在网络中无限循环传播。这种机制可以保持网络的稳定性和正常运行，提高了数据传输的可靠性。
快速恢复和自动重启：
当交换机发生故障或异常情况时，快速恢复和自动重启是关键。光路科技的IEEE 802.3BT工业交换机具备快速恢复和自动重启的能力。它能够在检测到故障或异常情况后，自动进行系统恢复和重启，尽快恢复正常工作状态。这种快速恢复和自动重启的机制可以减少停机时间，提高了系统的可用性和稳定性。
健康监测和告警机制：
为了实时监测交换机的状态和性能，光路科技的IEEE 802.3BT工业交换机配备了健康监测和告警机制。它能够监测交换机的温度、电压、风扇运行状态等关键参数，并能够及时发出告警通知。这样，工程师可以迅速了解交换机的运行状况，并采取相应的措施，以保证系统的可靠性和稳定性。
通过以上的高可靠性设计和冗余机制，光路科技的IEEE 802.3BT工业交换机能够提供稳定可靠的工业网络解决方案。这些设计和机制保证了电源供应的冗余性、网络连接的冗余性，预防了环路问题，并具备快速恢复和自动重启的能力。此外，健康监测和告警机制可以及时监测交换机的状态，提供及时的告警通知。这些功能集成在一起，确保了工业网络的高可靠性和稳定性，适用于各种工业环境中的应用。
IEEE 802.3BT工业交换机作为先进的工业网络设备，具备高功率供电、高带宽和高速度、强大的网络管理和安全性能，以及高可靠性和稳定性等优势。它在工业自动化、智能制造、物联网等领域发挥着重要的作用，推动了工业网络的高效、安全和可靠运行。随着工业网络的不断发展和智能化的需求增加，IEEE 802.3BT工业交换机将继续发挥其重要的作用，并为工业领域带来更多创新和进步。
扫码一对一咨询
