公司Aruba无线方案

?、p工业无线霍尼韦尔公司工业无线解决方案的网络特点：支持多种无线应用和多种通讯协议的现场仪表江天生男，清华大学工商管理硕士，霍尼韦尔(中国)有限公司中国区无线产品业务经理，研究方向为无线技术在工业领域的应用和技术特点，以及无线国际标准。摘要：本文针对工、【k无线应月|场合对单一无线架构的需要，即一个无线架构同时支持多种无线应用和多种通讯协议的现场仪表。也详细阐述单一无线网络梨构的优势和价值，以及霍尼韦尔公司OneWireless无线解决方案的一个无线网络架构支持多种无线应用、无线网络通讯的工业等级的安全性和可靠性、以及同DCS控制系统无缝式数据集成等技术特点。冀键词：无线主干网络lOneWirelessl多功能无线网络架构l解决方案lISAl00；WirelessHARTAbstract：ThispapermainlyfocusesonthemultifunctionalwirelessnetworkstructureandtheadvantagesofonestructurethatsupportsmultiprotocolwirelessinstrumentsofHoneywell’sOneWirelessSolution．TheintegrationwithDCSsystemisalsomentionedaswell．Keywords：MeshWirelessNetwork；OneWireless；MultifunctionalWirelessNetwork；WirelessSolution；1SAl00；WirelessHART霍尼韦尔公司是把工业无线技术应用于过程控制的领先者，是全球第一个提供工业无线解决方案的DCS供应商，全球第一个在业内推出工业无线变送器，全球第一个推出能够应用于控制的无线冗余网关。自2003年，受美国能源部委托研发应用于工业领域的无线技术以来，已经获得300余项工业无线专利以及正在申请的专利。36襄蒜掣‰翟燃霍尼韦尔(中国)有限公司江天生霍尼书尔的无线产I}111符合开放的ISAl00l』：、【p圮线…际标准，支持基于ISAl00标准的前后兼容和互操，能够仃坡保护用户的投资。ISAl00标准实现一个无线网络酬fJl『支持多种无线应用、同时支持多种通讯m’仪的现场仪表。㈦II．J‘配置一个无线管理平台即可以实现对脱场无线网络的安全管删、通讯管理和设备管理。1工业无线应用场合的对单一无线架构的需求当前工业流程的过程控制非常复杂，其中一个主要方面就是采用了很多种有线通信协议，~Modbus、FOUNDATIONFieldbus、HART、Profibus、DeviceNet、ControlNet以及其他类似的标准和专用协议。工业应用场合通常郜会有若干个有线协议并存。每个协议都基于各自的专用架构(最腆制的就是铜导线)，因此多个协议可以轻松地共存而不会相互影响。不同于有线应用的每个协议都有自己的架构或传导介质，无线版本的这些协议却需要共享一种公共介质——空气，这些协议必须在这种公共介质中共存，而且会由于处于同一个物理空间而相互干扰。因此，把工业无线应用在工厂控制领域的应用时，就需要一个单一架构，即在一个工厂，通过构建一个无线网络，来同时支持多种应用和多种通讯协议的现场仪表。这既可以减少不必要的相互干扰，确保无线通讯更加可靠，同时也节省了用户的投资，减少用户因为一个工厂建立多个无线平台带来的管理上的困难。Honeywell公司的OneWireless无线方案就是一个多功能的无线网络，实现一个平台支持全厂的多种应用，如过程参数的监控、安全视频监视、支持流动作业、移动设备即时定位、管道腐蚀监测、设备状态诊断(如振动、转速、位移)等等；一个平台支持多种通讯协议的现场仪表：~flHART，Modbus，FF，4~20mA等；工厂运行维护人员不必面对多个单独的单一功能无线网络平台，不必为管理不同的单一功能无线网络而烦恼。2ISA100工业标准，实现单一无线架构支持多种无线应用目前把无线技术应用于工业控制的技术方案主要有2类，即通过无线仪表本身路由或通过节点来路由。其中WirelessHART标准的无线网络，就是依靠无线变送器本身路由来实现的；而ISAl0022业尢线标准的整个无线网络是依靠节点路由来实现的。两种解决方案都为了达到[：业等级的无线应用而集成了mesh多路径的通讯技术、跳频}广频通讯技术以及基于精确时间同步的通汛和甚1．数据碰撞的通汛技术。但是两种方案的技术设计胖念手¨技术特点却有很大的差别。(a)以＼＼_K1cl、lIART为代表的。无线网络依靠无线仪表路由来实现仪表网络T0DSC该解决方案的主要特征是现场仪表配置路由功能，即每台无线仪表不仅洲：^自己的过程参数，而且同时为其它仪表的通讯世fi踏山。通常配置一个网关，实现同DCS的数据集成。九线变送器由电池供电，跳频扩频通讯，采用2．4GHz公用频段。由于整个无线网络自组织、自愈合，所以优点就是实施较为简单。但是这种技术路径的缺点也非常明显。首先网络的通讯时间滞后较大、无线变送器通讯速度较慢：因为整个无线网络的通讯是通过低速通讯的无线变送器路由来实现的，所以整个无线网络的通讯速度必然受到限制，从而无线变送器的刷新速度不可能做到很快，典型的是1分钟，也可以做到16秒和8秒。整个网络的通讯时间滞后可能很明显，典型的是10秒。设定的刷新速度越慢，网络的通讯时间滞后也越长；网络所．带设备的数量愈多，需要路由和中转的次数愈多，网络通讯时间的滞后也越长。其次，无线变送器的电池寿命也会因为仪表的路由而受到影响。当一台无线变送器为其它无线变送器进行路由时，需要消耗额外的电池能量。由于无线变送器电池90％的能量都是消耗在无线发射上的，所以电池的寿命比较短，典型的是常温下1分钟刷新速度时候电池可以使用5年。但是在快速刷新时，如8秒时电池的寿命会很短。而且由于无线设备路由的次数，与整个网络的规模和测点的分布相关，是不确定的，所以即使电池的电压可以随时显示报警，但是电池什么时候电压低是不可预测的，即电池的寿命很难预测。而且由于锂电池本身属于高蓄能设备，不可能做到本质安全，所以在石油化工厂的应用需要隔爆的变送器选型。但是由于需要频繁更换电池(仪表刷新速度快时，如8秒)，所以会在现场后期的维护时带来很多不便之处。其三，也正是由于考虑到网络通讯时间滞后和通讯速度的因素，挚个无线mesh网络的通讯路由次数必需有所限制，【|lJ最远的仪表到网关的路由次数不能大于多少次，否则通讯时间滞后会很长；同时通讯时间滞后的因素也决定了整个网络的规模，如无线仪表1秒刷新时一个网关所带的设备可能非常有限。当在大项目中应用时，可能需要配置很多网关，分别构建很多个无线网络。这个时候，就会遇到不同无线网络之间的干扰问题，以及如何统一管理多个无线网络的问题。最后，这种以WirelessHART为代表的通过无线仪表本身路由来构建无线网络的无线解决方案，一个无线架构只支持某种通讯协议的无线仪表无线通讯，~IIWirelessHART仅仅支持HART仪表的无线通讯。这没有考虑到支持其它协议的现场仪表和其它无线应用(如移动工作站、可燃气体监测、无线视频监视、无线音频通讯等等)，也是其不足之处。当然这个单一无线架构的优势就是，其应用范围集中、实施简单，适合小规模、刷新速度要求不高、对电池寿命要求不长的场合。而且由于其支持单一的通讯协议，所以可以继续支持原有协议的管理工具，~llWirelessHART支持HART仪表的无线通讯，可以继续利用现有的HART管理工具。(b)以IsAl00为代表的，通过节点路由来实现无线通讯节点网络无线仪一位表无线一妻l节点囊节点的无线一终置讯T0DSC该方案主要是由节点构建一个通讯速度非常快速的无线mesh主干网络，而且这个无线主干网络自组织、自愈合，同时支持多种无线应用和多种通讯协议的现场仪表。现场无线型AUTQO至M里A兰T旦IO型NP鱼A塑N!O兰R壁AM丝A37——●_，一_l_一__I_l懑一L■浅L■▲

２０１Ｏ．１２　生命周期的概念，每年进行一次风险评估，然后在评估的基　础上对现行的规范制度进行改进。将ＩＳＭＳ中的可持续性管理　与ＩＴＩＬ的持续服务改进相融合，实现监控系统安全防护水平　的不断提升和运维规范的持续优化。　３．３日常运维管理　根据ＩＴ运维管理国际最佳实践ＩＴＩＬ，将ＩＴ运维管理分　为服务战略、服务设计、服务转换、服务运营和服务改进等　五个阶段，同时在安全监控管理平台上建立负责ＩＴ运维流程　管理和负责系统基础设施及业务应用系统运行状态监控的模　块。通过监控工具实现对工作人员操作规范的约束和对ＩＴ资　源的实时监控，包括主机、数据库、中间件、存储备份、网络、　安全、机房、业务应用和客户端等内容，通过集中监控管理平　台可以实现故障或问题综合处理和集中管理，并形成检查报　告。同时也可以进行自动运行维护，完成系统补丁的同步分发　与升级、数据备份、病毒查杀等工作。在ＩＴＩＬ中仅对流程的　管理进行了规定，但未指导如何进行具体流程中的实施方法。　我们通过ＩＳＭＳ中制定的资产安全管理规范指导ＩＴＩＬ中的资　产和配置管理，通信和操作规范要求系统发布、变更和配置　的流程的管理，通过访问控制安全管理规范安全管理，使得　两个系统紧密的结合在一起，又避免了分别实施造成的重复。　为了保障系统的安全稳定运行，我们借鉴ＩＳＭＳ中的组织　管理和人员安全管理与ＩＴＩＬ中的能力管理，非常重视对运维　人员的培训，提高技术专业水平，使其能够适应运维岗位的　需要。做到切实提高技术人员的业务和运维管理能力，培养　一支立足全局、懂技术、懂业务、懂流程管理的高素质运维　管理队伍，以适应运维管理规范化的要求。　３．４知识库和服务台管理　作为ＩＴＩＬ的主要内容，知识库和服务台管理尤为重要。　知识库可以有效避免知识流失，便于知识共享，提高运维响　应速度和质量，同时对于知识库的挖掘和分析可以找到潜在　问题、进行趋势分析，帮助拟定未来的：［作重点、计划及预　算等。在建立知识库内容时，我们不仅将设备故障现象和处　置过程进行详细记录，还将对安全报警事件的分析方法和结　论归纳到知识库巾，同时将ＩＳＭＳ中涉及的组织、人员和资产　等信息引入到知识库中，使得知识库的内容更加丰富。在知识　库基础上建立的服务台，对内解释业务处理流程、事件处置、　常见问题解决办法等工作，对上级领导和监控范围内的委办局　和各区县信息中心提供安全态势分析，并负责安全问题的解答，　协调应急部门提供技术支持等。　３．５安全事件处置管理　北京市政务信息安全监控预警系统建设之初的目的就是　为了提升北京市信息安全保障能力和防护水平，因此对于安　全监控中发现的报警事件的分析和处置就成为该系统的主要　Ｔ作内容。在事件处置过程中，我们将事件按照重要程度和　危害性分为极其危害、高危、中危和待观察四级，每类事件　均按照严格的规范流程进行处置。在事件处置过程中，制定　了详细的电话记录制度，并对每类事件从电话通知、邮件通知　和报告编写的内容及用语进行了规范，以适应公文的要求。　同时我们也对监控数据进行危害程度分析、分类统计、　历史对比，对发生的重点事件归纳成因、危害程度、发展趋　势，并提出解决建议，以周、月和年为单位定期生成分析报告。　在将此报告提交给上级主管部门的同时，也将此成功引入到　知识库中，将此类信息长期进行积累，可以有效的得出政务信　息系统的安全基线以及安全态势。　４总结　实践证明，虽然由于安全监控设备种类多和数量大使安　全管理变得复杂，涉及单位复杂造成流程管理困难，但通过　利用ＩＳＭＳ加强对资产、物理安全、通信操作和故障处置等方　面的管理，确保信息安全是有保障的，风险是可控的。同时，　依照ＩＴＩＬ建立的规范能将该系统涉及的多个工作流程进行梳　理，利用服务台与各相关单位联系起来，利用安全管理平台中　的各项功能模块进一步促进运维工作的规划、组织、管理和　协调工作，以及加强各项制度的建设和执行，从而能有效提　高系统的建设和应用水平。将ＩＳＭＳ和ＩＴＩＬ想结合的模式虽　然有着需要继续改进探讨的地方，但总的来看对信息系统建　设和运维工作是十分有益的，完全能够实现在满足充分保障　信息安全的前提下，降低运维成本、提升信息化建设的应用　水平。国（责编岳逍远）　参考文献：　［１］Ｊａｎ　ｖａｎ　Ｂｏｎ　ＩＴ服务管理一基于ＩＴＩＬ的全球最佳实践［Ｍ】章斌　北京：清华大学出版社，２００６年１月　【２１　ＩＴＩＬ　Ｖｅｒｓｉｏｎ　３　Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　２００７—６—５．Ｏｆｆｉｃｅ　ｏｆ　Ｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔ　Ｃｏｍｍｅｒｃｅ　［３］ＩＳＯ／ＩＥＣ　２７０００　ｆａｍｉｌｙ　ｏｆｓｔａｎｄａｒｄｓ．２００５—１０　ＩＳＯ．ＩＥＣ　Ａｒｕｂａ公司　推出３．０无线网络技术框架　目前，Ａ　ｒｕｂａ公司推出３．Ｏ无线网络技术框架，该技术框　架可实现４—７层服务，保障移动网络应用安全，并可对用户进　行不同类别不同等级的２—７层策略控制，支持室内、室外、郊　外等各种环境的应用。Ａｒｕｂａ的ＡＩ　ＲＷＡＶＥ管理软件放置于服　务器上，不仅可以为用户提供网络应用的管理，还可以长时间　保存日志并自动生成图形报告，让ＩＴ管理人员对所有应用一目　了然。（记者杨展）

投稿邮箱cadcam@IMCHINA@-32-产品 iProduct

文|ArubaAruba新一代无线解决方案

加速企业物联网部署

2019年4月9日，慧与公司旗下的Aruba公司发布了系列创新产品，旨在帮助企业级客户加速物联网（IoT）的部署。这些产品中，Aruba ClearPass Device Insight 采用了自动设备识别、基于机器学习的数字指纹识别和身份认证等技术，为设备的可视性提供了整合的管理平台（Pane of Class）。此外，Aruba还推出了Aruba 530和550系列的AP接入点，这是基于业界最先进的802.11ax(Wi-Fi 6)标准的物联网接入点系列产品的扩展。这些解决方案共同消除了企业在物联网安全和网络连接方面的障碍，降低了在物联网时代网络的运营成本和网络管理复杂度。

图1 Aruba是慧与公司旗下企业级物联网解决方案提供商在实施物联网战略的过程中，世界各地的企业都面临着安全性和连接性方面的新挑战。Gartner的一份调查数据显示，每天有超过1400万个新设备被连接到网络中。这些与以往属性完全不同的物联网设备的大量接入，人工的设备属性描述已无法满足企业需求。因此，自动化的设备识别和设备属性描述技术成为保护物联网的一项关键技术。此外，现有物联网和新的物联网设备使用不同的网络协议，企业用户对这些物联网设备进行整合时需要统一的平台，以集成所有当下流行的无线网络技术如Wi-Fi、蓝牙5或图2 Aruba AP模式/组网模式

1904.indd 322019/5/31 17:33:39

2019年第4期-33-产品 iProducts

Zigbee协议。一、AI驱动的设备发现和设备属性描述技术，物联网的安全性始于可视性Aruba发布的新的ClearPass Device Insight软件采用了机器学习和众包技术，可自动发现和通过数字指纹识别任何有线或Wi-Fi网络上不同厂家的物联网设备。基于Aruba数据智库的创新技术，技术人员可利用定制的深度包检测（DPI）来创建那些可进行精确的数字指纹识别的行为配置文件。此外，ClearPass Device Insight的云交付平台通过共享社区的机器学习来识别以前无法识别的设备。搭配使用Aruba ClearPass策略管理器(Policy Manager)和Aruba的动态网络隔离技术(Dynamic Segmentation)的安全性功能，IT团队可根据设备和用户的角色自动执行身份认证和安全策略实施，根据不同的设备属性制定该设备访问策略或规则。当某个设备出现异常行为时，ClearPass可将它自动隔离或从网络中删除。 根据Gartner的研究，以往的很多相互隔离的业务网络、运营网络和楼宇自动化网络等正在被融合到企业的网络基础架构中，从而增加了网络中的物联网设备规模，随之而来的还有被网络攻击的潜在风险。Aruba的闭环方法消除了盲点，并为IT团队提供了支持自动化和智能化的安全解决方案，对大量不同种类新接入的这些设备的管理，可通过可视化的方式来实现自动化管理，无需人工进行监视。此外，管理人员可在ClassPass统一管理平台上查看包括设备制造商、设备位置、端口和协议等信息,甚至于正运行在设备上的应用等详细信息，从而实现对整个企业物联网的可视性和可控性管理。“在不干扰敏感医疗设备的情况下，识别出网络中的有线和无线物联网设备类型，这是我们在网络安全和合规性方面的重要管理目标。”夏普医疗(Sharp Healthcare)的网络工程师Kevin Rothstein说，“我们正在使用Aruba的ClearPass Device Insight，以帮助我们规模化地发现和利用数字指纹识别所有接入设备。在与ClearPass策略管理器集成之后，我们将拥有一套强大的闭环网络安全策略实施解决方案，直达每台设备。”图3 基于机器学习、深度智能技术发现网络设备

某公交公司-公交车无线覆盖方案

某公交公司

公交车无线覆盖方案

低成本高可靠分布式 某公交公司-公交车无线覆盖方案

目 录

1．项目概述及用户需求 ····································································· 3

2．挑战及机遇 ·············································································· 3

2.1面临挑战 ············································································································································· 3

2.2所获机遇 ············································································································································· 3

2.3选择分析 ············································································································································· 4

3．系统设计 ················································································· 4