很多人認為，工業(yè)交換機與商業(yè)交換機比較就是外形不一樣，體積小，安裝方式不同；或者堵上幾個孔就可以宣稱是工業(yè)交換機了。真是這樣么？真正的工業(yè)交換機是怎樣的？到底工業(yè)在哪，和商業(yè)交換機區(qū)別是什么？這里給大家作個簡單分析介紹，歡迎大家指正與交流。

一、功能方面

工業(yè)交換機和商業(yè)交換機沒有本質區(qū)別，甚至由于商業(yè)領域具有對不同場景的廣泛兼容性，其功能特性反而更多；而工業(yè)交換機則在具備大部分交換機常用功能基礎上，增加了一些針對特定行業(yè)應用需求的內(nèi)容特性。比如與各種現(xiàn)場總線的互通互聯(lián)、設備的冗余以及通信的實時性等，電力行業(yè)和工業(yè)自動化領域的需求就都有各自不同的特點。

簡單來講商業(yè)交換機功能方面屬于普而華，而工業(yè)交換機則更追求精而實。

二、性能方面

工業(yè)交換機與商業(yè)交換機更多的差異在于可靠性上。其主要體現(xiàn)在環(huán)境適應性、功能可用性兩個方面的區(qū)別。

1.環(huán)境適應性

環(huán)境適應性也分氣候環(huán)境適應性、機械環(huán)境適應性、電磁環(huán)境適應性、海拔環(huán)境適應性四個主要方面。

1.1氣候環(huán)境角度

不提國外，只說國內(nèi)實際情況吧。咱們國家因為地域分布廣，東西南北各地區(qū)的氣候環(huán)境都有著極大的差異，而且同一個地區(qū)春夏秋冬溫差都很大。北方地區(qū)最熱跟最冷的天兒都能差40~50℃了；濕度上南方潮濕多雨，西方、北方干燥多風。

在很多沿海城市和海上應用中，空氣里面都含高鹽成分，溫度也較大；大家都知道，潮濕、鹽分沉積都是會腐蝕電子設備、金屬材料等導致設備失效、金屬受損的；且在我國西部、北部地區(qū)等很多地方又是干旱、多風、多沙塵的天氣，這些惡劣環(huán)境尤其是戶外應用對電子設備的正常工作都有很大影響。

正是這些差異，使得我們對電子設備氣候適應性方面要求很高。

像商業(yè)交換機一般應用在氣候防護場所較優(yōu)越的地方（如室內(nèi)、溫濕度控制較好的封閉場所等），而工業(yè)交換機大多數(shù)應用在遮蔽場所(溫濕度不受控，僅是避免太陽直射和雨淋等)和戶外場所等。所以商業(yè)交換機一般是使用在0~50℃溫度和10%~90%濕度環(huán)境、無防護或低防護的條件下；而工業(yè)交換機則具備-25~75℃和-40~85℃等多種寬溫度和4%~100%濕度環(huán)境下使用，其溫濕度適應性更高更廣。而且工業(yè)交換機則更多的是面向工業(yè)現(xiàn)場需求使用的，比如針對高鹽霧地區(qū)，也會增加設備防護能力，如三防、抗氧化、抗硫化、全密封等，以滿足設備在環(huán)境比較惡劣的情況下，仍能正常工作。

1.2機械環(huán)境角度

機械環(huán)境呢，更多的是指設備對振動、沖擊、跌落、地震等方面的抵御能力。像商業(yè)交換機一般都只是模擬在運輸條件下的測試，而且相關測試是在帶外包裝的情況進行的，所以測試考察的也是外包裝對設備的保護性能。對應指標也都比較低，一般為Bm級以下。對于抗地震沒有明確要求。

工業(yè)交換機則有著比較嚴格的要求，包括帶包裝模擬測試、單機運行狀態(tài)下的測試等，其指標要求至少是Cm級，很多場景應用還要求達到Dm級；而且有些工業(yè)應用場景對于抗地震能力也有嚴格的測試要求。說到這里，像深圳厚石網(wǎng)絡的交換機就有通過抗震II級和I級的測試，這個在工業(yè)應用里是相當少見和牛掰的。有機會大家可以去PK一下。

為了達到機械環(huán)境測試要求，工業(yè)設備的電路都會做一些加固處理。

1.3電磁環(huán)境可靠性

電磁環(huán)境可靠性主要指設備在復雜電磁環(huán)境下的可靠性，如靜電抗擾能力(ESD)、抗電磁場輻射能力、電快速脈沖抗擾能力(EFT)、抗浪涌沖擊能力(SURGE)、供電諧波抗擾能力等等。這其中每一項都有相對應的國家標準或行業(yè)標準進行規(guī)范，當然同一項標準內(nèi)也規(guī)定了不同的測試等級，而不同的等級要求可能差別很大。所以當我們看到產(chǎn)品通過某項測試標準的測試，要留個心眼。測試的是哪個等級？

一般情況下，像商業(yè)交換機抗靜電能力最多是3級以內(nèi)(3級標準：接觸放電6KV，空氣放電8KV)，在干擾移除后設備能恢復正常運行即可；而工業(yè)交換機則要求抗靜電能力至少達到3級標準，行業(yè)一般要做到4級標準(4級標準：接觸放電8KV，空氣放電15KV)，且干擾施加過程中設備運行無影響。

其它如電快速脈沖抗擾能力、抗浪涌沖擊能力、供電抗擾能力等在工業(yè)設備中都能達到3級或以上標準。工業(yè)交換機能輕松應對的，確是商業(yè)交換機的能力屏障。

為什么一定要做到這些呢？因為工業(yè)場景環(huán)境有時候太惡劣了。工業(yè)交換機的旁邊可能安裝了電機、控制器、信號采集、大電流機器等各類設備，這些設備的電磁干擾有時候非常大。安裝一臺普通交換機，或者市面上宣稱的所謂“工業(yè)交換機”（其實是商業(yè)級的設計）可能能用，但是保不住三天兩頭出各種異常問題。而這類問題想排查都很困難。

1.4 海拔環(huán)境可靠性

國內(nèi)南方海拔高度接近海平面，而西部地區(qū)平均有2000~5000米海拔.一般商業(yè)交換機平均使用在海拔2000米以下，超過海拔2000米需要定制；而工業(yè)交換機則可以直接使用在海拔5000米的地區(qū)無壓力。這里對電氣設計有一定的要求，因為高海拔下，電氣擊穿具體更短。電源的設計要增大安規(guī)距離的考慮。

2.功能可用性

功能可用性方面工業(yè)交換機比商業(yè)交換機考慮點更多一些。比如工業(yè)交換機通常具備預知和告警、冗余設計、長壽命設計等。

2.1 預知和告警功能

預知和告警是指交換機設備使用過程中的異常自檢預知，風險判斷，以及對產(chǎn)生的異常進行記錄并發(fā)出告警通知。此功能非常便于日常的運營和維護。普通商業(yè)交換機只有部分高端產(chǎn)品才有相應日志記錄，而工業(yè)交換機通常都具備日志記錄、異常告警、異常通知等功能。異常告警包括供電異常、鏈路異常、流量異常、非法入侵等很多方面，這些告警信息可通過工業(yè)交換機預留的專門的告警接口發(fā)出。

另外厚石網(wǎng)絡的工業(yè)交換機不僅可以通過WEB管理、串口管理，還能通過網(wǎng)管平臺軟件進行遠程管理，極大的節(jié)約了人力成本和運維成本。

2.2 冗余設計角度

冗余設計是為了保證設備在出現(xiàn)一些異常情況下仍然可用的一道保障。

商業(yè)交換機因為成本敏感并且對可靠性要求一般，通常不會做太多冗余設計。

但是工業(yè)場景不同。生產(chǎn)線停線帶來的損失是巨大的，如果是發(fā)電廠或電力輸送監(jiān)控出現(xiàn)異常，損失更是不可估量。所以盡管工業(yè)級設備可靠性已經(jīng)非常高了，為了規(guī)避萬一發(fā)生的異常事件，仍然值得做冗余設計來加固保險。

冗余設計通常更關注設備的相對薄弱點，比如電源。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，在實際應用中，電子設備的失效相當一部分是因為電源失效導致。普通商業(yè)交換機一般采用單電源供電，而工業(yè)交換機則采用雙電源互為備份的供電方式。

再比如程序數(shù)據(jù)的備份，工業(yè)交換機要考慮程序出錯后，數(shù)據(jù)的恢復問題。

在交換機設備組網(wǎng)應用中，商業(yè)場景更多考慮組網(wǎng)的方便性和積極性。如采用星形組網(wǎng)、樹形組網(wǎng)等。而工業(yè)應用中必須考慮更可靠的組網(wǎng)方式，如多冗余備份的環(huán)形組網(wǎng)。在通信鏈路出現(xiàn)單點故障時，環(huán)形組網(wǎng)可以確保網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通過備份的通道進行傳輸。

但是環(huán)形組網(wǎng)帶來一個技術問題。為了規(guī)避數(shù)據(jù)環(huán)路產(chǎn)生廣播風暴，在環(huán)網(wǎng)無故障的時候要對某些通信端口實行阻塞處理，而在網(wǎng)絡故障發(fā)生時再取消阻塞。單環(huán)的時候通信信道切換邏輯是非常清晰的，但切換仍會帶來短暫的通信中斷。而在復雜組網(wǎng)情況下，哪些端口要保持阻塞，哪些端口需要取消阻塞則需要一些更復雜的計算。

厚石網(wǎng)絡工業(yè)交換機采用ERPS協(xié)議，在非常復雜的組網(wǎng)環(huán)境中仍能確保環(huán)網(wǎng)收斂時間小于20ms，比國家標準中環(huán)網(wǎng)切換時間最高標準50ms還要低60%。

2.3 使用壽命角度

商業(yè)交換機通常平均使用壽命為3~5年，而工業(yè)交換機使用壽命則一般是10年以上。好的工業(yè)交換機產(chǎn)品應該是存在感低的產(chǎn)品，安裝以后你就忘了它的存在，它不聲不響，老實轉發(fā)數(shù)據(jù)，不會輕易去刷存在感。

綜上，我們可以這樣講，不管嚴寒酷暑（-40~85度）、風吹雨打（高IP防護）、 山崩地裂（抗地震），厚石工業(yè)交換機都可以不顧外屆的紛紛擾擾（抗電磁干擾），為你上山下海（高海拔、高鹽霧環(huán)境等），為你來回奔波（車載應用），為你耐得住寂寞（光伏發(fā)電），為你守得住繁華（智能交通），更能恪守堅韌（超長壽命），默默耕耘（安靜穩(wěn)定），只求不辱使命，回報客戶信任。

這樣的工業(yè)交換機是怎么做到長使用壽命，高可靠性的？

1.工業(yè)級交換機的設計

有句話說的好，可靠性不是測試出來的，而是設計出來的。設計中針對可靠性的考慮是電子設備設計中的重中之重，商業(yè)交換機要考慮可靠性設計，工業(yè)交換機要考慮的則更多，多很多。

可靠性的設計對比，我們簡要從器件選型、電磁防護設計、冗余設計、結構可靠性設計幾個方面來進行。

3.1 器件選型角度

在器件選型方面，正常情況下，商業(yè)交換機選用的都是商業(yè)級器件，工業(yè)級交換機基本都用工業(yè)級器件，同樣型號的器件，商業(yè)級和工業(yè)級價格差異可以非常大。

但是也有一些打著工業(yè)級交換機旗號的產(chǎn)品，其實用的是商業(yè)級的器件。這類產(chǎn)品通常只能做到最大溫度范圍-20~60度。商業(yè)級的芯片不管散熱如何設計，也沒法在85度環(huán)境下穩(wěn)定工作。好在這類產(chǎn)品價格更低，小石不是不建議大家使用，但是一定得注意是否能夠滿足應用場景的溫度范圍需求。

在電容的選擇上，商業(yè)交換機多使用普通電解電容，這類電容材料所限一般壽命短，溫度變化下的穩(wěn)定性差，就會導致電源波動而影響交換機性能；而工業(yè)交換機則多用固態(tài)電解電容，鉭電容等穩(wěn)定性好的器件。

器件降額選型方面，一般商業(yè)交換機廠家都僅會考慮降額10%左右，而工業(yè)交換機設備則至少考慮30%以上的降額。

3.2 電磁防護角度

電磁干擾主要包括從空間輻射來的電磁干擾，從電源或通信線纜傳導來的電磁干擾，也有通過金屬結構的接觸帶來的靜電騷擾。每一項干擾的測試和防護設計展開來都可以寫一萬字以上的論文。以后找機會，我們詳細討論這里面的細節(jié)。這里小石只想讓大家意識到一點，優(yōu)秀而可靠的產(chǎn)品設計，對功能性的考慮只是其中一小部分。為什么到華強北5元就可以買一個充電器，蘋果的充電器卻要賣幾百，功能方面其實沒差別，都可以充電。這里的價格差異不僅有品牌議價的成分，也包含了高品質電源防護器件的價值。

3.3 冗余設計角度

見上文，此處略。

3.4 結構設計角度

商業(yè)交換機外殼一般有塑料和金屬兩種，結構形態(tài)則有盒式、桌面式、機架式多種； 而工業(yè)交換機外殼則以金屬型結構為主，結構則有立式卡軌型、機架式、異形等各種樣式。

外殼防護等級方面，由于應用環(huán)境無特殊要求，所以商業(yè)交換機通常多以IP20和IP30級為主；有些商業(yè)交換機為了散熱使用風扇，不僅降低了設備使用壽命，更給環(huán)境帶來了噪音污染；設備應用過程中要求低塵環(huán)境，擺放位置也要留出足夠的風道空間；

而工業(yè)交換機外殼則一般全密封，采用自然散熱。工業(yè)交換機的防護等級至少為IP40級，特殊應用的有IP67防水級。這樣也使工業(yè)交換機能有效滿足高塵、高濕等環(huán)境應用，如沙漠、煤礦、海上、露天等環(huán)境。