在現在工業乙太網路的應用上，硬體或軟體的整合是最基本的條件，隨著機聯網技術的的逐步深入，系統用戶對工業乙太網路技術也愈來愈受到注意，而近來工業物聯網的重要性提升，也讓無線通訊與工業級通訊架構整合，形成一個更完整的網絡，但無線通訊的逐步成熟，也讓工業級通訊帶來一些新的挑戰與契機。

M2M需求 無線成為通訊新環節

在工控領域，其實機器與機器之間的機聯網通訊，早已不是新應用，發展已久的工業通訊，處理的就是機器與機器之間的訊息交換，一般來說，大型製造商的工廠生產線不會只有一條，而兩條以上的生產設備，就必須利用通訊設備來加以鏈結成網路，以方便管理。

圖1 : 工廠設備多為固定設備，加上直接與生產過程相關，因此穩定是工業通訊的第一考量。(Source: Digitalist)

工廠設備多為固定設備，加上直接與生產過程相關，因此穩定是工業通訊的第一考量，目前工廠機台設備的線路型態以有線為主，相較於無線技術的方便、低成本優勢，有線架構在現場佈線雖然成本高、作業麻煩，不過訊號傳輸穩定度卻遠優於無線技術，因此在固定設備上，多半採有線方式架構，除非必要，能不用無線網路就不用無線網路。

無線通訊是這幾年工業控制的潛力發展技術，由於過去在消費端這幾年的廣泛應用，使得各種無線通訊技術進展飛快，價格更加平民化，除此之外，由於M2M的需求，導入無線通訊可說對工業通訊系統提升了便利性，這並非是對傳統的衝擊，反而更像是一種加分，由於乙太網路的共通性，其實滿足了使用者對於通訊的期許，而無線通訊的加入，更可讓過去一些繁複應用變為可能，過去有線介面沒有辦法觸及的地方，或是大範圍的控管，可說是無線通訊發展的主要面向，當然不同的應用模式，可能也有不同的無線通訊介面，仍然應視環境的需求來選擇。

在幾種狀況下，系統整合業者會建議廠商採用無線通訊技術，第一是佈線不易，有些地方並非不可佈線，而是無法佈線，譬如說上述的無人搬運車，第二種是環境問題，由於線路本身就是有形的物體，在容易損壞的場所中，線路的維護往往會是一大問題，第三則是距離，在完全開放的空間內，其實無線的距離會比有線來得長，一般的有線線路傳輸距離大約是70公尺，但在直線距離，無線傳輸可以到400公尺，若加上天線可以達到2公里以上，因此對於系統的應用存在了更多的彈性。

圖2 : 這幾年通訊技術開始被延伸到人以外的機器通訊領域。(Source:Vesterbusiness)

通訊技術被發明以來，應用對象都以人為主，所傳送的訊息型態也是以語音為大宗，不過這幾年，通訊技術開始被延伸到人以外的機器通訊領域，利用通訊設備讓兩部機器來傳遞訊息，並配合自動化系統來提升作業效率，而隨著機聯網技術進步，將帶動M2H(Machine to Human)與M2E(Machine to Enterprise)持續發展，未來每一產業將都有M2M的影子。

無線漸成熟 兼顧延展性已成重點

無線網路讓人擔心的主要原因，首先在於「看不到」，因此在過去推行的難度很高，但近年由於電信業者的積極提升服務水準，像是建構Mobile IP或Mobile VPN等企業級應用模式，也解除了使用者對於這類型網路的疑慮，而使得系統應用的機會也逐步提升；除此之外，由於透過電信系統進行無線通訊，有資費的問題，這不是像一般電話一樣，而是必須進行長時間通訊，因此就成本問題考量，近年行動資費逐漸下降，也讓使用逐漸普及。此外，也由於商務行動技術與應用逐漸提升，也提升了無線通訊在業界的接受度。

M2M系統包括通訊設備獨立進行資料傳輸、透過網路與伺服主機聯繫，以及透過軟體進行資料分析、反應與處理等三種樣態，簡單說就是這個軟硬體整合的系統透過網路進行資料溝通，它必須考量的是在M2M的環境應用需求，常是一對多的通訊，因此如何同時管理，如何確保安全性與延展性，是M2M系統發展的重要課題。

就無線通訊系統的規劃考量，由於會使用這類規劃的，多是以長距離、大範圍的溝通為主，因此規劃也多以像是3G甚至是4G等電信通訊模式來進行設計，這類規劃的裝置數量較多，有效管理的系統平台將是重點；這類平台也必須考量因裝置無法進行一次建置，如何維持其系統延展性，必須擴充它的相容能力。除此之外，安全性的考量必須讓外界無法干擾，企業當然存在VPN這種獨立而保密的設施需求，「好的無線通訊規劃，必須具備這三者必要條件，因此必須提供開放性的平台進行有線及無線的系統整合，並且必須透過中央管理監控所有裝置的狀態；此外由於各國電信系統的規劃不同，一般VPN架構多是私有不公開IP的設計，對跨區的機聯網造成困擾，因此這樣的中央管理系統也必須兼顧「中介者」的角色。

在應用領域上，由於現況對於無線網路的「穩定性」仍持保留態度，因此在系統應用上多是運用於輔助系統為主，雖然在現場端仍是以有線連結為主，但在其他領域，無線應用的需求仍是相當廣泛，此外由於機聯網的需求逐漸提升，過去沒有網路連線設置的設備也必須要增加上網的能力，因此在系統應用上，也有廠商針對設備的嵌入式小型介面進行相關規劃，這也是網通廠商看到的新契機。

機聯網架構 現場端資安更需注意

除了穩定性外，安全也是現在機聯網的設計重點，由於工業乙太網路可使管理級到現場級的資料傳輸規格一致，使用者只需要掌握單一網路技術即可互連，但同樣的，標準化網路結構也因其透明度而帶來風險，也因此讓系統產生更大的挑戰。

相較於過去僅是一般終端使用者及辦公室環境，由於乙太網路與網路通訊的蓬勃發展，過去像是工廠自動化這類無需考量資安問題的系統，也成為觀察的重點之一，除此之外，過去由於工業現場系統多是以現場匯流排進行通訊，除非像是以國家戰略思維侵入如油、水、電等重要設施來進行攻擊，否則難度甚高；但在工業乙太網路普及導入之後，這類攻擊不但漸趨容易，而類似的攻擊也漸趨增加。

這類智慧化系統面對不斷演變的資安威脅環境，其中一項最大的挑戰就是APT進階持續性滲透攻擊（Advanced Persistent Threats；APT），它是針對「特定組織」所做出複雜且多方位的攻擊，這樣的攻擊也逐漸進化，成為系統必須關注的主要議題。

工廠智慧化的最基本要求，就是現場端的資料採擷、監控與分析，一般而言多是以整合PC端的SCADA來進行，這些系統的OS仍多是以嵌入式的Windows等系統做為底層架構，傳統認知的現場端在連上線後，並沒有一般想像中的封閉，但使用者卻仍多以過去現場匯流排的認知來操作，自然會忘記了這類系統的缺漏，甚至連系統管理權限都仍然是預設密碼的情況下，自然就形成漏洞，如果仔細觀察，會發現世界上使用同一家軟體系統的廠商，恐怕都有相同的漏洞放在那邊，而且這些問題恐怕十數年都不會改變，這恐怕是工廠智慧化後帶來的最大問題。

現階段要防範惡意攻擊，已經不僅只於透過防火牆或防毒軟體就可達到目的，由於傳統的阻隔方法仍有漏洞可鑽，因此必須阻斷惡意攻擊在「侵入」、「下載潛伏」到「擴散攻擊」的運作環節，才是解決的重點面向，「只要阻斷APT的任一環節，攻擊就會失效，這與過去阻擋病毒進入的觀點，有相當大的差距。」在面對系統的複雜化，攻擊多元化的同時，思維的調整，或許才是最重要的一步。

實體隔離+最小授權 確保工控資安

對於網通廠商對於工廠現場端以VPN的方式，透過隔離網段的方式來隔絕外界系統化的APT，這也是最基本的解決方案，實體隔離絕對是解決APT最實際的辦法，但這樣的做法卻並非像一般人想像的這麼可靠，以工廠智慧化的架構，一定會與後端辦公室應用端連結，才能針對產線進行系統化的調配，雖然這樣的通訊設計多是透過軟硬體配置，提供最小限度的授權讓應用端可以與現場端連結；但一般APT通常會經由辦公室應用端進行攻擊，再利用應用端與現場端的信任關係，經由雙方的授權機制來侵入現場端，除非應用端也進行實體隔離，否則只要連上網際網路，就有漏洞可鑽。

圖3 : 標準化網路結構也因其透明度而帶來風險，也因此讓系統產生更大的挑戰。 (Source:Belden)

雖然「實體隔離」與「最小授權」的做法可能仍有漏洞，但在現場端的安全防護，這仍是最基礎的必要作法；至於如何確保系統的安全，標準規範仍是最必要的項目，在工控系統中所強調的標準，多是涉及系統穩定的實際安全需求，但對於資訊安全部分仍付之闕如，由於工業乙太網路的導入，以及實際應用環境的逐漸多元化，資安政策的建構及系統安全的標準，可能是後續發展的重點項目，也將會是市場後續發展的重要課題。

圖說:(Source: Advitech Group)