如何实现工业无线局域网的优化方案

1.工业无线局域网的特点

工业无线局域网（IWLAN）产品SCALANCE W基于IEEE 802.11标准。无线通信以空间电磁波的形式传输信息，是有线解决方案的有力补充，越来越多地应用到工业领域，例如自动导航车辆和单轨输送机等。SCALANCE W系列具有IP 65防护等级，PROFINET IO支持工业无线局域网的无线通信。无线局域网具有以下优点：

1）简化了维修工作，减少了维修费用和停机时间。对设备的远程诊断降低了维修成本。

2）可以节省通信电缆，易于更改通信路径。

3）可以解决移动设备的旋转和移动造成的碳刷磨损和导线破裂的问题。可以与腐蚀环境中的设备建立低成本的连接。

无线模块配备了两个天线，接收器选择接收到的两个信号中最强的一个。如果传输链路的属性有变化，为了确保数据传输的可靠性，无线模块从最大传输速率切换到较低的传输速率。无线模块还提供IT功能，包括使用SNMP基于Web进行管理、发送电子邮件或短信。

2.网络结构

在WLAN中，接入点（Access point，见图9-24）的作用类似于交换机。每个接入点都与其单元中的所有常规节点（即所谓的“客户机”）进行通信，不管它们是固定的还是移动的。另一方面，接入点通过电缆或通过另一个独立的无线网络保持相互之间的连接，因此可以超越无线单元的限制进行通信。

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图9-24 工业无线局域网

W780模块是各个无线单元的网络交换机，以及工业以太网和WLAN网络之间的传输媒体的接入点。符合IEEE 802.11标准的WLAN称为无线以太网。IWLAN/PB LINK PN IO是用来连接工业以太网和PROFIBUS网络的无线网关，支持访问PROFIBUS的所有DP从站。

3.冗余模式

将数据通过两个单独的射频无线网卡和两个不同的通道进行传输，便可以实现冗余。在冗余模式，必须用接入点处理两个无线接口，用两种频率发送数据。接入点相互之间不但以主频率进行通信，而且在另一组天线的第二个通道上进行通信。受到干扰时可以通过其他通道进行连接。

4.访问方法

WLAN使用的访问方式称为CSMA/CA（带冲突避免的载波侦听多路访问）。无线LAN不是以物理方法侦听通道，而是使用将此通道保留一定时间的通信协议。节点开始发送数据之前，将查询媒体是否空闲。

5.IWLAN的信息安全

因为无线电波受到反射和衍射重叠等的影响，IWLAN可能会受到干扰。此外，IWLAN是“共享媒体”，也就是所有节点都试图访问同一个网络。而在有线“切换式以太网”中，每个节点均有单独的电缆直接连接到交换机，不必与其他节点共享。除非采取其他措施，否则将无法确定哪个节点正在阻塞无线网络并在访问媒体。IEEE 802.11i用于处理WLAN数据传输的安全性，重点是无线数据传输的加密算法和身份验证过程的定义。