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還在使用專網(wǎng)嗎?——開放標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)

時(shí)間:2019-07-31 11:31:03來(lái)源:Daniel E. Capano 控制工程網(wǎng)

導(dǎo)語(yǔ):?當(dāng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在大約20年前首次推出時(shí),它們既昂貴又繁瑣且速度慢。與有線網(wǎng)絡(luò)相比,沒有任何競(jìng)爭(zhēng)力可言。即使為小型的、基于家庭的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安裝和配置,也是一件苦差事,運(yùn)行起來(lái)可靠性也很差。設(shè)備也非常昂貴,所以當(dāng)時(shí)只有那些發(fā)燒友或最前沿的技術(shù)人員才能進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域。

選擇無(wú)線網(wǎng)絡(luò)時(shí),請(qǐng)先考慮總的擁有成本、互操作性和實(shí)用性。大約30年前,相互的競(jìng)爭(zhēng)通信協(xié)議包括由IBM支持的令牌環(huán)網(wǎng)和由GM支持的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)TokenBus。BanyanVines和NovellNetware也在其中。現(xiàn)在,最主要的協(xié)議包括IEEE802.3以太網(wǎng)以及帶沖突檢測(cè)的載波偵聽多路訪問(CSMA-CD)。實(shí)施和維護(hù)專有協(xié)議的成本高昂;以太網(wǎng)利用簡(jiǎn)化的方法,可以以更低的成本建立連接。

當(dāng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在大約20年前首次推出時(shí),它們既昂貴又繁瑣且速度慢。與有線網(wǎng)絡(luò)相比,沒有任何競(jìng)爭(zhēng)力可言。即使為小型的、基于家庭的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安裝和配置,也是一件苦差事,運(yùn)行起來(lái)可靠性也很差。設(shè)備也非常昂貴,所以當(dāng)時(shí)只有那些發(fā)燒友或最前沿的技術(shù)人員才能進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域。

一系列非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的使用使問題變得更加嚴(yán)重,這些產(chǎn)品承諾可以實(shí)現(xiàn)更好、更快的連接,和更低的總擁有成本。但降低總擁有成本并不一定總能如愿。隨著標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展,為專有網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)所需的專業(yè)人才庫(kù)非常有限,因而成本高昂。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,專有的、非標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)最終無(wú)法立足,并且會(huì)導(dǎo)致技術(shù)部署放緩。

開放與專有網(wǎng)絡(luò)的差異

標(biāo)準(zhǔn)化允許自由和開放的思想交流,以促進(jìn)持續(xù)改進(jìn),而不會(huì)有總體利潤(rùn)方面的負(fù)擔(dān)。開放標(biāo)準(zhǔn)是包容性的;任何堅(jiān)持開放標(biāo)準(zhǔn)的人都可以參與并做出貢獻(xiàn)。專有標(biāo)準(zhǔn)是在封閉的環(huán)境中開發(fā)的,最終目標(biāo)是通過(guò)占有一定的市場(chǎng)份額,來(lái)保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)并獲得盈利。開放標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)為開發(fā)和性能設(shè)置邊界范圍來(lái)限制技術(shù),從而推動(dòng)開發(fā)人員設(shè)計(jì)出成本更低的解決方案。

開放標(biāo)準(zhǔn)還允許跨學(xué)科的不同設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)作,從而產(chǎn)生創(chuàng)新的解決方案,改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)并推動(dòng)將其部署到應(yīng)用或行業(yè)中。開放標(biāo)準(zhǔn)推動(dòng)競(jìng)爭(zhēng),促進(jìn)創(chuàng)新。這一切,都降低了開放標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的成本,擴(kuò)大了參與者的范圍。它對(duì)所有技術(shù)都是適用的,而不僅僅是無(wú)線技術(shù)。

專有技術(shù)也可以成為創(chuàng)新的驅(qū)動(dòng)力。早期的網(wǎng)絡(luò)使用不同的中間仲裁方法來(lái)解決多用戶、多址通信的問題。早期使用的很多技術(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,并且很多會(huì)持續(xù)存在。然而,專有系統(tǒng)本質(zhì)上是封閉系統(tǒng),并不像開放標(biāo)準(zhǔn)那樣對(duì)所有人開放。專有的、非標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)依賴于自定義代碼和設(shè)備、非標(biāo)準(zhǔn)的頻率和設(shè)備,以及具有專門配置的專用接口。這些系統(tǒng)的開發(fā)成本很高,但系統(tǒng)投資者需要回報(bào)。

如果系統(tǒng)按照宣傳所講的方式運(yùn)行,并且沒有來(lái)自競(jìng)爭(zhēng)方面的壓力,那么業(yè)主對(duì)開發(fā)和創(chuàng)新的追求可能不會(huì)那么積極,開放標(biāo)準(zhǔn)生態(tài)系統(tǒng)中的開發(fā)人員也是如此。遺憾的是,任何研究和開發(fā)的成本以及由此產(chǎn)生的系統(tǒng)升級(jí)都由最終用戶承擔(dān),并且通常都非常昂貴。

例如,開放式標(biāo)準(zhǔn)Wi-Fi的部署,可能需要花費(fèi)5,000美元,并且可以通過(guò)商用設(shè)備以低成本提供穩(wěn)健且易于升級(jí)的系統(tǒng)。另一方面,在同一時(shí)期內(nèi),專有系統(tǒng)可能花費(fèi)6位數(shù),但性能只是略有改善。以一個(gè)大型市政污水處理設(shè)施為例,客戶希望能夠創(chuàng)新并保持使用最新技術(shù),因此他們安裝了專有無(wú)線系統(tǒng)。盡管該系統(tǒng)運(yùn)行良好,但進(jìn)行升級(jí)和安裝需要花費(fèi)數(shù)十萬(wàn)美元。

部署專有系統(tǒng)的成本

為了保護(hù)專有系統(tǒng),如果首席技術(shù)官想要使用特定供應(yīng)商,那么在最終設(shè)計(jì)中獲得最佳結(jié)果的唯一方法就是使用同一個(gè)供應(yīng)商。不要試圖混合和匹配不同廠家的設(shè)備,因?yàn)榛A(chǔ)系統(tǒng)支持的標(biāo)準(zhǔn)不同,這樣就可能會(huì)出現(xiàn)問題。如果公司最初使用ABC的產(chǎn)品,那么該系統(tǒng)中使用的每個(gè)組件都必須來(lái)自系統(tǒng)ABC。

這可能會(huì)導(dǎo)致初始預(yù)算的增加,但公司將擁有一個(gè)完整且有效的系統(tǒng)。其它收益包括擁有通用設(shè)備,所有系統(tǒng)都經(jīng)過(guò)優(yōu)化,并根據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行的專有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通信和運(yùn)營(yíng)。

開放標(biāo)準(zhǔn)和專有標(biāo)準(zhǔn)之間的差異,不僅僅是初始成本?梢院敛豢鋸埖卣f(shuō),在系統(tǒng)的生命周期中,專有系統(tǒng)與開放系統(tǒng)的成本比可能高達(dá)30比1。除非存在壓倒一切的技術(shù)優(yōu)勢(shì)或法律方面的原因,否則大多數(shù)專有系統(tǒng)將在設(shè)計(jì)過(guò)程的早期被淘汰。每個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目都會(huì)導(dǎo)致最終設(shè)計(jì)增加額外成本。

系統(tǒng)運(yùn)行后,其它成本開始顯現(xiàn)。一個(gè)主要成本是系統(tǒng)升級(jí);升級(jí)費(fèi)用很容易與初始資本投資相當(dāng),甚至使其相形見絀。另一個(gè)無(wú)法預(yù)料的問題是專有系統(tǒng)可能需要專業(yè)技術(shù)人才。找到合格的人員來(lái)維護(hù)、服務(wù)、和升級(jí)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)是非常困難的;找到并留住專門從事特定供應(yīng)商的技術(shù)人員和工程師并不容易。缺乏人才,尤其是專業(yè)人才稀缺,這也可能會(huì)大大增加成本。

開放標(biāo)準(zhǔn)原則

2012年,電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)、互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會(huì)(ISOC)、萬(wàn)維網(wǎng)聯(lián)盟(W3C)、互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組和互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)委員會(huì)共同確認(rèn)了一系列原則,促進(jìn)了互聯(lián)網(wǎng)和相關(guān)技術(shù)的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)!伴_放標(biāo)準(zhǔn)”(OpenStand)原則定義了可獲取的標(biāo)準(zhǔn),并通過(guò)公開參與的過(guò)程,為協(xié)作創(chuàng)新提供了框架。

這5項(xiàng)開放標(biāo)準(zhǔn)的原則是:

1.合作;

2.堅(jiān)持原則;

3.集體賦權(quán);

4.可用性;

5.自愿采用。

任何滿足需求或解決問題的技術(shù),都將被廣泛應(yīng)用并最終實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。在整個(gè)技術(shù)史上,類似的例子數(shù)不勝數(shù)。以太網(wǎng)是一個(gè)類似專有系統(tǒng)的典型例子,它首先成為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn),后來(lái)被軍方和工業(yè)采用,然后才正式發(fā)布為IEEE802.3。另一個(gè)例子是藍(lán)牙,它由私人開發(fā),然后被標(biāo)準(zhǔn)化為IEEE802.15.4。這主要是因?yàn)樗麄儷@得了工業(yè)界和公眾的廣泛應(yīng)用。

開放標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)價(jià)格低廉,功能強(qiáng)大,并且具有廣泛而深入的市場(chǎng)滲透率。開放標(biāo)準(zhǔn)是“中立的供應(yīng)商”,任何希望參與的人都可以貢獻(xiàn),唯一的要求是他們要遵守管理標(biāo)準(zhǔn)。開放標(biāo)準(zhǔn)推動(dòng)了創(chuàng)新和應(yīng)用,同時(shí)降低了成本。

由于技術(shù)或制度缺陷,專有系統(tǒng)可能會(huì)降低技術(shù)的應(yīng)用。企業(yè)在部署網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí),應(yīng)充分考慮總擁有成本、互操作性和實(shí)用性。在初始階段進(jìn)行充分的研究,將確保系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)健、有用和可靠性。

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