網路vs.通訊協定 何謂數位化差異？

與英文中的許多用語一樣，「網路」(Network)和「協定」(Protocol)會依上下文而具有不同的意義。例如，您的人際網路與鐵路網路的意義就截然不同。在數位通訊的用語中，Merriam-Webster字典將網路定義為「一種由通訊線路連接電腦、週邊設備、終端設備和資料庫的系統」。

世界最常見的電腦運算網路，是統一依據IEEE 802.3所定義的乙太網路。世界上有超過85%的區域網路相連個人電腦和工作站皆仰賴標準乙太網路，它能為各種電子裝置提供緊密的通訊連線，無論其作業系統為何。而對於數位通訊用語中的「協定」，Merriam-Webster字典則提供了較長的說明。

「對於用來交換資訊的電腦，必須有關於如何結構組織資訊，以及兩端如何傳送及接收資訊之事先存在的協議。若無協定，傳輸電腦可能會以8位元封包傳送其資料，而接收電腦則可能預期收到16位元封包的資料」。協定是由像是IEEE和網路工程任務小組(IETF)等國際或產業組織所定義的。

洛克威爾自動化的商業開發經理Paul Brooks認為：此一定義點出最重要和強大的技術標準是網際網路協定(IP)。全球大多數的數位開發人員皆使用IP來持續發展資訊處理及工作管理。

IP是支援現今全球、多媒體資訊和通訊系統的主要協定。以開放架構通訊連線環境—主要為標準乙太網路—為基礎的IP，實現了大量電子通訊裝置的創造力和交互操作能力。

IP：動力中心協定

IP提供通用的電子語言，讓不同的裝置不僅能並存在網路上，也能交互操作。IP將資料組織為一個通用的數位結構，讓來自電腦硬體和軟體以及手機和智慧型手機的一切，皆能彼此互動及連線至網際網路。

雖然IP常被視為是TCP/IP協定套件的一部分(TCP代表傳輸控制通訊協定)，但IP是配對的動力中心。它能實作重要的網路功能，包括定址、封包處理和路由。IP也是建構其他TCP/IP協定，以及眾多應用程式的基礎。IP是在開放系統互連(OSI)參考模型的網路層(三層)運作的。這代表它是在IEEE 802.3所定義的實體和資料連結層上運作的—亦即是乙太網路。

這兩種標準不僅經過正式認可，它們的綜合使用是近乎無處不在的—除了在工業自動化的部分之外。傳統上，許多製造商皆仰賴專為廠房樓層自動化所建構的專用網路，透過標準、未經修改的乙太網路與企業的其他部分通訊。

Brooks表示，這會對廠房和整體據點內的運作以及整體IT基礎架構進行數位劃分，因此常會在生產製造領域內製造出自動化孤島。許多工業自動化公司的廠房樓層皆未配備標準、未經修改的乙太網路，因此無法充分發揮更高層級協定及它們所支援的眾多功能的優點，包括以FTP傳送檔案、以SMTP傳送電子郵件、HTTP來瀏覽網頁，以及VoIP來傳輸通話。

同樣重要的是，大多數的網路安全性創新都是為搭配IP運作而設計的。Cisco估計全球網路安全性投資將會在2016年超過860億美元，英國審計部相信80%的企業級攻擊皆可透過部署市售的技術加以防範。某些協定(例如通用工業通訊協定[CIP])是專為工業應用所建構的。

它包含工業自動化應用程式集合的全套訊息和服務—控制、安全性、同步化、運動、程序、組態設定和資訊。請務必記住，乙太網路不只是一種傳送機制，它是位於真正完全互通通訊作業上的一種上層協定。因此，CIP能為廠房或整個據點的網路基礎架構提供一個統一的通訊架構。

標準乙太網路vs.「以乙太網路為基礎」

為何並非所有自動化公司皆採用標準乙太網路IP？其原因各異，而大部分是基於廠房樓層處於比一般辦公室更為牢固和高負荷的環境中，因此其通訊連線需求也會不同。Brooks說明廠房樓層控制器必須存取內嵌在控制器和驅動系統、操作人員工作站和I/O裝置中的資料，而非存取檔案和印表機。此外，廠房樓層資料的通訊需求是即時的，或非常接近即時的。

此外，在過去，標準乙太網路設備和纜線缺乏抵抗廠房樓層常見的各種嚴苛狀況所必須的耐用、牢固的「工業化」優勢。透過像是結合乙太網路、IP和CIP的EtherNet/IP™之類的技術進步，這些阻力的原因已完全克服。此外，強化的硬體、牢固的纜線及其他設備也有助於排除某些對於乙太網路的疑慮。

某些製造商仍受制於過去的專用廠房網路，或是它們已被某些廠商說服而相信「以乙太網路為基礎」技術就等於標準、未經修改乙太網路。

但事實上它們並不是。IEEE 802.3的衍生協議，以及更重要的—TCP/IP協定套件，通常並不具備相同的功能。因此，舉例來說，未使用標準乙太網路和TCP/IP技術的製造商通常無法在不使用特殊硬體或協定閘道裝置的情況下，將廠房網路緊密連接至IT基礎架構的其他部分。

這類的附加元件技術會增加網路擁有者的成本和複雜性。這些額外的項目也會增加更多的系統組態設定點或故障點。此外，它們也可能必須受制於由特定廠商供應商組合或技師提供支援。

EtherNet/IP =IEEE.802.3 + IP + CIP

仰賴EtherNet/IP做為其工業化網路的製造商，可以順暢地分享整個廠房的資訊。這是因為EtherNet/IP屬於IEEE 802.3標準，且其完全遵循無線標準802.11。EtherNet/IP使用未經修改乙太網路的工具和技術穩定發展，以提供高效能及網路智慧。速度已從10 Mbps提升至100 Mbps，進而提升至1 Gig或更高。

同時 ， 工程設計改良已讓EtherNet/IP成為一個跨領域的平台，涵蓋具備廠房樓層控制、運動、程序和安全性應用程式等運作。因此，EtherNet/IP能讓企業組織藉由遠離昂貴、封閉、廠房樓層專用的網路，以節省金錢。

EtherNet/IP為使用者提供部署標準乙太網路技術，以供工業化應用的工具。其成果就是能隨時隨處掌握績效和資料。此外，EtherNet/IP熟悉的網際網路技術，表示使用者能更快速而更容易地瞭解如何操作連線至網路的系統。此外，工程師不需要擔憂個別網路，因此能夠更輕易和快速地將機台整合至廠房內，並大幅降低啟動成本。

EtherNet/IP今日廣泛的產品線是由全球超過300家廠商所提供的。EtherNet/IP也能透明地與現今市場上的所有標準、大量生產的乙太網路裝置搭配運作，並能輕易地由標準PC和其衍生產品所支援。EtherNet/IP可讓使用者將網際網路協定的完整力量運用在產業中—無論是現在或未來。(本文由洛克威爾自動化提供，林稼弘整理)