基于 TCP/IP 的控制网络的构建方式与基于串行的网络类似，传统串行网络通常涉及线性拓扑、被动节点和共享寻址空间，尽管这些设计适用于现代以太网控制网络，但它们并不是最优方案，比如会存在难以管理的网络基础设施。

基于以太网的OT网络的核心是以太网交换机。以太网交换机有多种类型，按管理方式分类的话，可分为无需配置的非网管型交换机和需要复杂配置的网管型交换机，网管交换机也包含了三层交换机。非网管型交换机不需要复杂的设置即可使用，看似最好的选择，但在考虑环境需求和交换机功能时，网管型交换机通常是最佳选择。

网管型工业交换机的可扩展性和冗余

配置了网管型工业交换机的可扩展网络，可以对网络灵活扩展。最常用的功能是网络分段，它使用VLAN技术在逻辑上分离流量，并使工厂单元和区域彼此分开。通过将工厂车间组织成相关分组，它可以更顺利的在整个拓扑中垂直和水平增长。此外，网管型交换机往往可以支持STP、RSTP、ERPS等冗余技术，以便更好地使用冗余链路，即使在硬件或链路故障的情况下也能保持良好的网络性能。

高效排障 不间断作业

当制造因网络问题而停止时，对连接进行故障排除并使制造流程重新上线是关键任务。即使是简单的网络拓扑结构，通常也比它们最初看起来要复杂得多，它携带隐藏的协议和控制数据，可以深入了解可能导致网络问题的原因。网管型交换机提供了对这些协议的可见性，并且可以向用户指出问题的确切位置，以便准确的解决问题。

例如，在许多端点连接的网络中，重复的 IP 地址可能会造成严重破坏，并且难以追踪。使用网管型交换机，用户可以检查工业交换机上的ARP（地址解析协议）表，以识别共享相同IP的硬件地址，并按照MAC地址表，找到错误配置的终端插入的确切端口。用户甚至可以立即采取措施，暂时关闭端口，直到问题得到解决。所有这些都可以远程完成，不需要工程师亲自在站在工业交换机前。

为工业自动化设备提供安全保障

工业控制系统（ICS）网络中的网络安全由全球公认的标准（如 ISA/IEC 62443）驱动，而网管型交换机为加强整体 OT 安全态势的可见性和控制提供了基础。但是，随着信息安全部门在保护OT方面发挥更积极的作用，需要对工业自动化设备特有的漏洞进行更全面的监控和洞察。

现代 ICS 安全和可视性工具使用称为“连续数据包捕获”的技术。这些工具侦听网络上的所有通信，并识别数据包级别的趋势和偏差。这可以通过配置工业交换机端口镜像来实现，或者将网络数据包的副本发送到监控和分析流量的目的地。可以灵活地将端口镜像直接添加到生成流量的位置，这为信息安全专业人员提供了他们所需的数据，以协助OT同行保护工厂车间。

智能制造离不开网管型工业交换机

IT/OT融合势在必行，许多IT技术在OT领域变得越来越重要。例如，网络自动化在OT网络中开始变得越来越普遍。这里的自动化是指计划配置备份和更新、自我修复网络拓扑以及基础结构中物理和虚拟设备的高效管理等项目。甚至一些大型ICS供应商也在推动客户利用基础设施作为代码，这意味着通过代码来管理和配置基础设施，而不是像在许多OT环境中那样通过手动流程来完成。

智能制造的一个重要目标，是实现传统ICS网络的现代化，因此选择合适的网管型交换机对于成功的智能制造至关重要。往往谈论到智能制造，大多是访问机器数据如何进行高级分析和控制等话题，但作为信息驱动的基础，网管型工业交换机同样值得关注。

3月30-31日，第二十五届中国高速公路信息化大会暨技术产品博览会在福州海峡国际会展中心盛大召开，光路科技携Bypass交换机、TSN交换机及高速公路应用方案亮相展会现场。

中国高速公路信息化大会暨技术产品博览会（简称：CEIC）由中国公路学会主办，是我国交通信息化领域规模和影响力最大的专业性会议。本届会议以“创新·融合·高质量发展”为主题，深入探讨5G、大数据、云计算、人工智能、区块链、数字孪生等新一代信息技术在高速公路建设、管理、运营及出行服务等众多领域的创新应用和产业融合，并集中展示最新、最热的高速公路信息化技术产品研发、应用成果。本次大会展出面积5万平方米，有近300家国内外厂商参展。

为助力智慧高速高质量发展，光路科技研发了一系列用于高速公路应用场景的工业交换机产品及解决方案，并亮相本次展会。

在智能交通项目中，室外环境在温度、湿度、供电条件、电磁干扰等方面比数据中心机房环境更恶劣，因此一般采用高可靠性的工业级设备组网，工业交换机则起到了关键作用。光路科技展出的Bypass交换机，采用工业级设计，可在恶劣环境下工作。Bypass交换机通过以太网环网、生成树协议、旁路保护、链路聚合、链路备份等技术实现了高可靠的链路保护。

由于智能交通和工业自动化的高速发展，越来越多的系统对以太网有了更高的需求，它们需要实时和安全的通信。比如工业自动化中的机器必须共享其数据以进行同步、控制、分析和优化。汽车和交通行业也离不开可靠的通信，尤其是在车辆越来越自动化的今天。常规以太网不能满足这些系统的实时通信要求，因为它们需要确定通信延迟时间。

本次展会，光路科技展示了最新的时间敏感网络（TSN）解决方案，TSN交换机通过以太网提供完全确定的实时通信，保证了通信延迟时间。配有冗余协议的TSN以太网交换机，对于需要实时和安全关键通信的系统来说非常有吸引力。TSN交换机在汽车、工业自动化和能源生产中将逐渐使用，TSN技术将会在工业物联网和工业4.0中发挥关键作用。

光路产品已经获得数十项软件与技术专利，远销80多个国家和地区，设备连接超过1800万节点，已应用于智慧高速、综合管廊、电力传输、煤矿、铁路等诸多领域, 参与多个国内外重点项目，如甘肃省高速公路云联网、吉林省ETC改造、宜昭高速机电二期、南京地铁四号线、杭州紫金港电力管廊、北京平安城市、吉尔吉斯斯坦安全城市、智利5G网络建设。

未来，光路科技将持续聚焦光通信产品在智慧高速中的应用，助力高速公路信息化和智能化转型升级。光路科技将凭借深厚的技术积累和丰富的实践经验，与产业上下游形成合力，共同推动高速公路信息化建设及新技术新产品应用。

在工业4.0的大环境下，很多制造商开始利用工业物联网（IIoT）技术来优化生产和运营，从而部署了更高效的设备，同时也需要更快速的网络来保证机器人的高效工作。传统以太网协议已经很难支撑现有的新技术和新设备，这时则需要有一套兼容性高的技术能支持时钟同步及复杂的协议，以实现时间敏感数据的实时传输，这时就用到了TSN技术。

光路科技推出TSN交换机

经过长期的研发和测试，光路科技为智能制造、智能电网、轨道交通及其它5G应用提供了时间敏感型数据传输解决方案，推出了TSN系列交换机，它们具有确定性时延以及多协议传输能力，这些TSN交换机的低延迟、低抖动、高可靠性能，保证了数据的确定性传输和网络复用性。

TSN交换机的主要特色

TSN的全称Time Sensitive Networking，即时间敏感网络，是IEEE定义的标准技术，位于OSI模型的第2层（数据链路层），用于扩展当前以太网网络的功能，可在标准以太网上实现确定性消息传递。TSN技术通过利用时间同步方法（IEEE 802.1AS）和分时方法（IEEE 802.1Qbv）来确保确定性通信。

相比传统以太网通信，TSN技术可以混合实时通信和非实时通信。TSN能够将确定性服务降到微秒级，降低整个通信网络复杂度，实现信息技术 (IT)与运营技术(OT)融合，其具有精准的时钟同步能力，确定性流量调度能力，以及智能开放的运维管理架构，可以同时保证多种业务流量的高质量传输，不但提高了性能，而且减少了成本。

下表是光路科技TSN交换机支持的IEEE802.1关键协议：

TSN交换机将面向更多应用

新的工业控制需求，已经不允许在网络停止运行期间进行网络配置。光路科技的TSN交换机，通过IEEE 802.1Qcc 引入集中网络控制器（centr alized network configuration，CNC）和集中用户控制器（centralized user configuration，CUC）来实现网络的动态配置，可以在网络运行时灵活地配置新的设备和数据流，保证设备高效运行。

TSN技术已经在汽车网络开始应用，而在工业自动化、智能电网及诸多的5G NR网络还属于起步阶段。光路科技将根据各个行业实际应用场景进行研发，进行定制化解决方案研究，并推出面向不同行业领域的TSN交换机。