工業網絡網關用于在支持不同協議的網絡之間進行接口。在IT和OT領域，網關可以在許多不同的常駐架構和協議之間進行通信。他們重新打包并轉換從一個網絡到另一個網絡的數據，以便了解信息。
工業網絡網關功能
網關可以包含諸如協議轉換器，阻抗匹配設備，速率轉換器，故障隔離器或信號轉換器之類的功能，以提供系統互操作性。本報告中涉及的工業網關用于將基于IP的網絡設備引入基于IP的網絡，并可能引入工業互聯網。
隨著工業互聯網的出現，工業網關功能范圍正在擴大。歷史上主要歸功于簡單的協議轉換，具有標準操作系統的遠程可編程微處理器網關平臺的出現以及托管IIoT平臺代理和駐留應用程序的能力極大地擴展了網關的功能配置。
由于專注于作為工業互聯網邊緣基礎設施設備的潛在用途，該報告特別關注支持基于IP的網絡的網關。這排除了僅支持從站和主站級別的非基于IP的網絡的網關，包括許多將基于非IP的，通常是串行自動化網絡相互連接的網關。
ARC進一步排除了基于基于以太網的網絡協議連接到PLC背板的網絡接口卡。例如，不包括設計用于基于EtherNet / IP的PLC背板的網絡接口卡。
網絡路由器和交換機通常包含在網關頻譜的一部分中，但此類產品明確排除在本報告之外，并包含在單獨的ARC網絡基礎架構可交付成果中。類似地排除了媒體轉換器，設備服務器和專用協議轉換器。
IIoT與自動化網關
為了捕獲工業網關的新興功能范圍，該分析將傳統的自動化協議轉換設備與新的IIoT網關設備分開。簡而言之，為了進行此分析，自動化網關被認為是在架構堆棧的較低級別運行并強調協議轉換的那些。
另一方面，IIoT或“云”網關的特征在于它們強調將設備數據提供給云或工業互聯網的其他組件。差異化因素包括使用標準微處理器和操作系統，如英特爾物聯網平臺，以及支持代表性狀態轉移(REST)API，消息隊列遙測傳輸(MQTT)以及其他物聯網數據集成和傳輸協議。OPC UA(統一架構)也可用于此目的。
在工業互聯網的早期階段，許多供應商提供其網關設備和他們自己的私有云之間的集成。例子包括帶Netbiter的HMS工業網絡及其Argos Cloud，以及Digi International及其Device Cloud。這些產品以及其他類似產品都包含在IIoT類別中。
最新的IIoT網關支持能夠在邊緣執行的更高級IIoT平臺的組件。這些網關簡化了邊緣和云之間的接口，并進一步支持邊緣應用程序的執行，例如分析。這些邊緣平臺代理的示例包括位于其現場代理網關和合作伙伴設備中的GE的Predix機器，以及駐留在其8x9系列路由器和合作伙伴產品中的思科非捆綁式IOx平臺。
工業網關網絡類型
本報告從服務的從站和主站網絡的角度介紹了網關市場。由于強調工業互聯網應用，所有主網絡必須基于IP，不包括串行和其他非IP主設備。按網絡類型分類包括：
無線從屬到以太網主站(任何類型的無線網絡，包括Wi-Fi，WirelessHART或個人區域網絡，如藍牙)
其他以太網主站(通常是串行自動化網絡)
無線從屬無線主機(也可以是任何類型的無線，但通常是藍牙或等同于Wi-Fi)
蜂窩(蜂窩網絡的任何類型的從屬)
工業網絡網關CPU架構
中央處理單元(CPU)是基于微處理器的網關內的電子電路或“芯片”，其執行基本的算術，邏輯，控制和輸入/輸出(I / O)操作。英特爾，ARM和飛思卡爾是工業網關最受歡迎的芯片供應商。
工業網絡網關操作系統
操作系統(OS)管理計算機硬件和軟件資源，并為應用程序提供公共服務。操作系統是工業網關領域中的重要區別因素，因為必須能夠在網關中執行邊緣駐留應用程序的趨勢。Linux目前是IIoT網關提供商中最受歡迎的操作系統，但Windows 10正在成為另一種選擇，特別是在那些使用微軟Azure云的客戶中。
工業網絡網關IPv6支持
Internet上的每個設備都分配有用于標識和位置定義的IP地址。Internet協議版本6(IPv6)提供了更大容量的地址空間，用于識別和定位聯網計算機并在Internet上路由流量。
128位IPv6是由互聯網工程任務組(IETF)開發的，一旦很明顯，其前身IPv4下可用的地址數量將很快耗盡。這兩種協議不是可互操作的，但存在軟件和產品以允許主機和支持各自協議的接口之間的通信。
在撰寫本文時，大多數工業網絡都不支持IPv6。但是，許多新的IIoT網關都可以。
移動蜂窩網關
無線蜂窩網絡通過固定位置收發器操作，稱為小區站點或基站。單個小區站點覆蓋有限區域，而小區站點網絡覆蓋大區域。大多數人都知道蜂窩網絡由于他們的個人手機使用，但蜂窩網絡也廣泛用于遠程監控和管理各種設備。
大多數工業蜂窩網關目前在3G或4G LTE上運行。術語4G表示用于蜂窩網絡的第四代數據技術。首字母縮略詞LTE代表長期演進，是電話和其他移動設備高速數據的技術流程的縮寫。新的LTE M技術專為互聯網通信而設計。
支持工業網絡協議的以太網網關
將從屬網絡連接到以太網骨干網的網關可以支持可用的工業以太網網絡協議之一。存在許多這些協議，但目前支持的大多數設備都是
工業網絡協議設計用于EtherNet / IP或PROFINET。
工業網關外形
外形尺寸是指網關的大小，形狀和物理足跡。許多工業網絡邊緣設備以DIN導軌或機架/面板安裝形式出售。嵌入在終端設備中的網關，例如無風扇工業PC或HMI，是另一種選擇。在后一類別中，僅包括銷售獨立設備的供應商銷售的嵌入式網關。僅銷售嵌入式產品的供應商不在本研究范圍內。
工業網關危險場所分類
I類危險場所是指空氣中可能存在足夠量的易燃氣體或蒸氣以致爆炸或可燃的場所。II類位置含有可燃粉塵。III類位置是由于處理，儲存或加工的材料類型而存在可燃纖維或碎屑的區域。
除了危險場所的類型之外，國家電氣規范(NEC)還關注存在這些危險的各種條件。NEC指定正常條件為1區和異常2區.I類，II類和III類危險場所可以是1區或2區。
工業網關環境評級
工業環境可能含有灰塵和液體。可能需要保護設備以防止這些污染物進入。美國國家電氣制造商協會(NEMA)的環境評級在美國使用。歐洲和其他全球地區使用國際電工委員會(IEC)的環境標準和“IP代碼”。
IP20至IP40等級與NEMA 1(通風)通用規范類似。IP65與NEMA 4類似，符合防塵防滴規范。IP67類似于NEMA 6防塵和防水規格。ARC對于不符合上面列出的IEC分類之一的設備使用“其他”分類。
