zaimouxieguochenggongyeyingyongzhong，renmenduiyugongchangneiwuxianjishudeyingyonghaicunzaiyixiegulv，zhuyaoshiyinweidanxincaiyongwuxianfanganhou，wuxiandianpinlvhuigannaomouxiezhongyaotongxundekekaoxing。youaimoshengguochengguanligongsihesikexitonggongsigongtongkaifadekaifangdejiyubiaozhundewuxianjiegoujiejuelezhefangmiandewenti，tacaiyongquanwanggedewangluotongxunjishuheqitajishu，quebaozaixianchangwangluohegongchangwangluozhongdetongxundadaojigaodekekaoxing。zaishijiyingyongzhongjinxingdegongcunceshizhengming：這種結構體係對網絡可靠性無明顯影響。
介紹
新建工廠的無線技術應用已逐步在過程工業領域獲得認可，與傳統的有線方案相比，它的安裝成本更低、安裝速度更快。無線應用包括監測過程和設備狀態、使工廠人員更方便地獲得工廠任何地方的信息、可跟蹤到遠程設備和人員的情況。
然ran而er，還hai有you一yi些xie過guo程cheng工gong業ye對dui采cai用yong這zhe項xiang新xin技ji術shu或huo其qi它ta新xin的de解jie決jue方fang案an存cun有you疑yi慮lv，主zhu要yao擔dan心xin多duo種zhong無wu線xian技ji術shu互hu相xiang之zhi間jian可ke能neng存cun在zai射she頻pin幹gan擾rao而er影ying響xiang主zhu要yao通tong訊xun的de可ke靠kao性xing，例li如ru使shi用yongIEEE 802.11b/g 和IEEE 802.15.4[1] 協議的無線電。
因為802.11和802.15.4無線電通訊采用的也是用於工業、科技和醫療的2.4GHz波段，業內人士曾提出這樣一個問題：這些技術是否能夠共存？以往對這些問題的諸多研究主要針對這2種無線電通訊方式的靜態頻道運行。在實際應用中，還沒有數據可以證明采用跳頻和全網格網絡等先進技術的設備是否可以共存。
來自於艾默生過程管理公司和思科係統公司的基於開放的、標(biao)準(zhun)化(hua)的(de)無(wu)線(xian)結(jie)構(gou)正(zheng)是(shi)采(cai)用(yong)了(le)這(zhe)些(xie)先(xian)進(jin)技(ji)術(shu)為(wei)現(xian)場(chang)網(wang)絡(luo)和(he)工(gong)廠(chang)網(wang)絡(luo)提(ti)供(gong)具(ju)有(you)高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing)的(de)通(tong)訊(xun)。進(jin)一(yi)步(bu)對(dui)該(gai)結(jie)構(gou)的(de)多(duo)種(zhong)應(ying)用(yong)進(jin)行(xing)測(ce)試(shi)表(biao)明(ming)，即(ji)使(shi)在(zai)最(zui)嚴(yan)酷(ku)的(de)工(gong)況(kuang)中(zhong)，這(zhe)些(xie)技(ji)術(shu)也(ye)完(wan)全(quan)可(ke)以(yi)共(gong)存(cun)。
在(zai)使(shi)用(yong)一(yi)個(ge)綜(zong)合(he)性(xing)的(de)無(wu)線(xian)網(wang)絡(luo)時(shi)，還(hai)需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)網(wang)絡(luo)設(she)計(ji)的(de)其(qi)它(ta)一(yi)些(xie)方(fang)麵(mian)，如(ru)安(an)全(quan)和(he)網(wang)絡(luo)管(guan)理(li)。本(ben)文(wen)主(zhu)要(yao)介(jie)紹(shao)無(wu)線(xian)電(dian)頻(pin)率(lv)的(de)兼(jian)容(rong)性(xing)以(yi)及(ji)它(ta)如(ru)何(he)在(zai)艾(ai)默(mo)生(sheng)/思科的方案中實施。思科和艾默生可提供針對安全和網絡管理方麵的方案，並將繼續致力於測試和發布最佳的過程工業無線網絡方案。
筆者作者衷心感謝Dust Networks公司的Kris Pister先生為本文提供數據和相關信息。
共存性的基本知識
共存的意思就是“一套係統可在共享環境中工作，在此共享環境中，其它係統無論是否使用相同的標準都可以各自工作。”這是根據點到點數據傳遞成功率來衡量的。
當2個以上的傳送包具有足夠的幹擾能量或頻率（除非網絡本身的設計就是抗幹擾的），設備的共存就有問題了。人們處理這種問題的方法包括以下幾種：
􀂃 頻率多樣性--跳頻
􀂃 時間多樣性—時分多路複用和空頻道檢測
􀂃 功率多樣性—低功率輸出( <= 10dBm)
􀂃 空間多樣性—網狀技術通過多組跳頻而不是輸出功率來進行網絡覆蓋。
􀂃 編碼多樣性—采用先進的直接序列展頻技術
室外網格
下圖顯示的是使用IEEE802.11b/g (Wi-Fi)和IEEE 802.15.4無線電傳輸中存在的潛在幹擾。
如果是重疊頻道，室內的802.11b/g輻射功率是802.15.4的10到100倍，而在室外將達到400倍。
對於非重疊通道，802.11 b/g的側斜率會影響802.15.4通道，使之落入802.11 b/g通道之間的保護頻帶（上圖中紫色區域），但其程度較小。在北美洲，這些通道編號為15、20、25和26；在歐洲，這些通道編號為15、16、21和22。
盡管之前在這個領域的研究和測試表明，802.11b/g對於802.15.4是shi有you影ying響xiang的de，但dan必bi須xu聲sheng明ming，所suo有you這zhe些xie測ce試shi中zhong的de無wu線xian電dian通tong訊xun都dou沒mei有you采cai用yong以yi上shang提ti到dao的de技ji術shu，我wo們men將jiang這zhe些xie技ji術shu都dou歸gui到dao一yi種zhong叫jiao時shi間jian同tong步bu網wang絡luo協xie議yi的de方fang式shi中zhong，通tong過guo這zhe種zhong方fang式shi可ke以yi減jian少shao幹gan擾rao的de影ying響xiang。
低功率802.15.4無線電對於802.11b/g的影響應該會降到最低。
無線結構
得益於艾默生在過程自動化工業中的領先技術和思科在網絡協議設備方麵的領先技術，2家公司共同開創出一個開放的、基於標準的工廠內無線構架。
對於用戶在共存方麵的擔心，2家公司都非常了解，因而在進行設計的時候，特別為現場級和工廠級的無線網絡提供了強勁可靠的通訊能力。
無線現場網絡
艾默生的智能無線方案利用自組網絡技術的優勢采用IEEE 802.15.4無線電頻率，這符合WirelessHART標準。
網絡技術提供冗餘的通訊路徑（路徑的多樣性），與yu設she備bei之zhi間jian直zhi接jie的de有you線xian通tong訊xun或huo通tong過guo網wang關guan通tong訊xun相xiang比bi，這zhe樣yang可ke以yi實shi現xian更geng好hao的de可ke靠kao性xing。任ren何he時shi候hou由you於yu網wang絡luo或huo環huan境jing發fa生sheng變bian化hua而er影ying響xiang到dao通tong訊xun，設she備bei和he網wang關guan會hui一yi起qi尋xun找zhao其qi它ta路lu徑jing，以yi最zui低di的de耗hao電dian量liang確que保bao數shu據ju的de可ke靠kao性xing。
還有一些其它的功能有助於提高通訊可靠性。隨機頻道跳頻實現了頻率分集。時分多址（TDMA）可實現時間分集，確保了一個頻道同時隻允許一台設備發送信號。低電耗設備實現功率分集。直接序列展頻技術（DSSS）可實現+8dB的編碼增益或分集。
這些功能不僅避免了無線電頻率的幹擾，同時也防止了來自於工廠的馬達、電dian燈deng或huo其qi它ta設she備bei的de電dian子zi幹gan擾rao。在zai諸zhu多duo過guo程cheng控kong製zhi工gong廠chang的de實shi際ji應ying用yong中zhong，艾ai默mo生sheng的de無wu線xian設she備bei已yi經jing被bei證zheng實shi具ju有you以yi上shang這zhe些xie功gong能neng，而er且qie數shu據ju可ke靠kao性xing達da到dao99.9%以上。
無線工廠網絡
思科無線網狀網絡方案基於思科的Aironet®1500係列，這是一種戶外Wi-Fi網絡訪問接入點，它采用思科正在申請專利的適應無線路徑協議（AWPP），該協議正是現行IEEE 802.11s標準的基礎。思科Aironet 1500係列可進行通道優化，並可從射頻幹擾、終斷、跳頻中自行恢複，當有新的部件加入網絡時還可進行動態再優化。
為了滿足地形複雜以及危險工業工況的需求，思科研發出了Aironet 1520係列專門應用於這種工廠環境。該係列產品可實現零接觸組態，從而使組網更方便、更安全。靈活、高功率，且靈敏的無線電頻率，再加上高增益天線，就可根據需求擴大信號覆蓋範圍。思科Aironet 1520由思科無線局域網控製器和思科無線控製係統（WCS）進行監控和管理。
思科1500無wu線xian接jie入ru器qi采cai用yong適shi應ying無wu線xian路lu徑jing協xie議yi，能neng夠gou自zi動dong進jin行xing互hu相xiang尋xun址zhi，選xuan擇ze最zui佳jia的de路lu徑jing，以yi最zui短duan的de響xiang應ying時shi間jian使shi係xi統tong容rong量liang最zui大da化hua。如ru果guo其qi中zhong一yi個ge路lu徑jing信xin號hao減jian弱ruo，那na麼me無wu線xian接jie入ru點dian就jiu會hui判pan斷duan是shi否fou有you更geng好hao的de路lu徑jing存cun在zai，並bing與yu這zhe個ge最zui佳jia的de節jie點dian建jian立li連lian接jie路lu線xian。
標準的優勢
用於現場級網絡的802.15.4和用於工廠級網絡的802.11都是采用基於IEEE 802標準的技術，它在處理共存問題具有絕對的優勢。IEEE學會聯合802無線標準工作小組和共存技術專家顧問團（802.19）建立一個可在現行標準（包括正在開發的標準）中共存的框架。
共存性測試
測試的目的是為了對比在同一個工過程工廠中使用思科IEEE 802.11b/g工廠級網絡和相關應用程序，以及使用由Dust Networks公司提供的網狀網絡和IEEE 802.15.4技術的艾默生智能無線現場級網絡的實際效果。
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思科 – IEEE 802.11b/g |
艾默生- IEEE 802.15.4 |
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l 物理層
o 14通道，5 MHz通道間隔，22 MHz頻寬
o 最高數據傳輸速率54兆比特每秒
l 僅有3個非重疊通道
o 在北美用1、6、11
o 在歐洲用1、7、13
l 無線電功率輸出
O 室內最大功率100兆瓦
O 戶外網狀網絡最高達4瓦
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l 物理層
o 16通道，5 MHz通道間隔，2 MHz頻寬
o 數據傳輸速率250兆比特每秒
l 使用物理通道
o 允許跳頻
o 允許通道調整（時分多址）
l 艾默生（以及WirelessHART）采用跳頻和通道調整
o 使用15個通道
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