[发明专利]一种用于工控安全场景的单向数据传输装置

说明书

本发明公开了一种用于工控安全场景的单向数据传输装置，包括：单向交换控制卡和CPU主板；其中，单向交换控制卡包括多个用于多点位采集的下行SFP光口；其中：多个下行SFP光口分别与工控系统连接，用于单向采集数据；单向交换控制卡，用于将单向采集的数据进行光电转换后传输至与其连接的CPU主板。本发明能够基于光单向技术实现物理隔离，提供单向传输的可靠性与安全性，不存在反方向传输数据的可能性；能够实现多端口的数据单向采集，易扩展成本低，能够通过下行光口实现多点数据采集，转发至上行电口，能够将上行电口数据转换成光信号，通过光纤实现数据的单向传输。

技术领域

本发明涉及工控场景的数据传输技术领域，尤其涉及一种用于工控安全场景的单向数据传输装置。

背景技术

工业控制系统应用于工业、能源、交通、水利等领域，采用SCADA、PLC等工业控制系统，基于网络通信，实现工控设备的远程控制、数据采集、智能监控与异常报警，为确保工控系统正常运作，生产不受影响，需要对工控网络的数据行为进行监控。网络单向采集设备满足了内外网安全数据采集的需求，通过数据单向传输进行内外网隔离，实现安全数据采集。

现今单向隔离技术应用广泛，单向隔离技术经过发展经历了以下三个阶段：

物理单向技术阶段：早期的单向传输技术一般使用一次性光盘等技术实现，当需要网络单向传输数据时，通过将数据刻录写入到光盘碟片中，再使用只读光驱将数据读取出来，此种方式可确保单向技术的绝对有效，但缺点也非常明显：效率低下(每小时只能交换数GB的数据)、延迟极大(以分钟计算)、可靠性差(由于需要人工操作，容易出现数据传输差错)、成本高且不环保。

电气单向技术阶段：基于安全隔离网闸技术，在安全隔离网闸内部专用隔离硬件双向传输的基础上通过修改电路，通过时钟开关控制，实现数据的单向写入和单向读出，实现数据的单向传递。基于程序计算及传输，电气单向技术效率比原物理单向技术大幅提升，可满足多数场合的数据传输需求，延迟一般可控制在毫秒级，同时在传输的数据上加入差错校验，提高了数据传输可靠性，并能在数据传输出现错误时进行提示。但基于电气隔离的单向技术难以保证其单向有效性，由程序控制的数据单向写入、单向读出理论上依然存在被人为篡改的可能，从而导致单向隔离失效，产生灾难性的后果。

光单向技术阶段：为弥补电气单向技术固有的不足之处，利用光的单向性，出现了使用光传输的单向技术。该技术利用光纤网卡的光发射、光接收为完全独立的两条光纤条件，将其中一条光纤截断，从而实现物理光单向技术。由于光传输只需考虑光强度，而不存在差错，系统可靠性进一步提升；基于物理光的单向技术保证了极高的安全性。虽然基于光单向技术的工控数据采集装置实现了物理隔离，但在工业场景中，光纤并没有大面积普及，多数工业产线仍旧使用网线作为传输媒介，仅提供光口的单向采集设备不适用于工控场景；光纤通信依赖光模块，由光电子器件、功能电路和光接口组成，光模块需要把电信号转换成光信号，通过光纤传送，接收端再把光信号转换成电信号，多端口采集的光模块成本高，且不易扩展。

因此，如何有效的进行单向数据传输是一项亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于工控安全场景的单向数据传输装置，能够基于光单向技术实现物理隔离，提供单向传输的可靠性与安全性，不存在反方向传输数据的可能性；能够实现多端口的数据单向采集，易扩展成本低，能够通过下行光口实现多点数据采集，转发至上行电口，能够将上行电口数据转换成光信号，通过光纤实现数据的单向传输。

本发明提供了一种用于工控安全场景的单向数据传输装置，包括：单向交换控制卡和CPU主板；其中，所述单向交换控制卡包括多个用于多点位采集的下行SFP光口；其中：

多个下行SFP光口分别与工控系统连接，用于单向采集数据；

所述单向交换控制卡，用于将单向采集的数据进行光电转换后传输至与其连接的所述CPU主板。