ot;display: block;">   在某些過程工業(yè)應(yīng)用中,人們對于工廠內(nèi)無線技術(shù)的應(yīng)用還存在一些顧慮,主要是因為擔(dān)心采用無線方案后,無線電頻率會干撓某些重要通訊的可靠性。由艾默生過程管理公司和思科系統(tǒng)公司共同開發(fā)的開放的基于標(biāo)準(zhǔn)的無線結(jié)構(gòu)解決了這方面的問題,它采用全網(wǎng)格的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和其它技術(shù),確保在現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)和工廠網(wǎng)絡(luò)中的通訊達(dá)到極高的可靠性。在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行的共存測試證明:這種結(jié)構(gòu)體系對網(wǎng)絡(luò)可靠性無明顯影響。

介紹

新建工廠的無線技術(shù)應(yīng)用已逐步在過程工業(yè)領(lǐng)域獲得認(rèn)可,與傳統(tǒng)的有線方案相比,它的安裝成本更低、安裝速度更快。無線應(yīng)用包括監(jiān)測過程和設(shè)備狀態(tài)、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(yuǎn)程設(shè)備和人員的情況。

然而,還有一些過程工業(yè)對采用這項新技術(shù)或其它新的解決方案存有疑慮,主要擔(dān)心多種無線技術(shù)互相之間可能存在射頻干擾而影響主要通訊的可靠性,例如使用IEEE  和IEEE .4[1] 協(xié)議的無線電。

因為和.4無線電通訊采用的也是用于工業(yè)、科技和醫(yī)療的波段,業(yè)內(nèi)人士曾提出這樣一個問題:這些技術(shù)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(tài)頻道運(yùn)行。在實(shí)際應(yīng)用中,還沒有數(shù)據(jù)可以證明采用跳頻和全網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)技術(shù)的設(shè)備是否可以共存。

來自于艾默生過程管理公司和思科系統(tǒng)公司的基于開放的、標(biāo)準(zhǔn)化的無線結(jié)構(gòu)正是采用了這些先進(jìn)技術(shù)為現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)和工廠網(wǎng)絡(luò)提供具有高可靠性的通訊。進(jìn)一步對該結(jié)構(gòu)的多種應(yīng)用進(jìn)行測試表明,即使在最嚴(yán)酷的工況中,這些技術(shù)也完全可以共存。

在使用一個綜合性的無線網(wǎng)絡(luò)時,還需要考慮網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的其它一些方面,如安全和網(wǎng)絡(luò)管理。本文主要介紹無線電頻率的兼容性以及它如何在艾默生/思科的方案中實(shí)施。思科和艾默生可提供針對安全和網(wǎng)絡(luò)管理方面的方案,并將繼續(xù)致力于測試和發(fā)布最佳的過程工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)和相關(guān)信息。

共存性的基本知識

共存的意思就是“一套系統(tǒng)可在共享環(huán)境中工作,在此共享環(huán)境中,其它系統(tǒng)無論是否使用相同的標(biāo)準(zhǔn)都可以各自工作。”這是根據(jù)點(diǎn)到點(diǎn)數(shù)據(jù)傳遞成功率來衡量的。

當(dāng)2個以上的傳送包具有足夠的干擾能量或頻率(除非網(wǎng)絡(luò)本身的設(shè)計就是抗干擾的),設(shè)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—時分多路復(fù)用和空頻道檢測

功率多樣性—低功率輸出( <= 10dBm)

空間多樣性—網(wǎng)狀技術(shù)通過多組跳頻而不是輸出功率來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

編碼多樣性—采用先進(jìn)的直接序列展頻技術(shù)

下圖顯示的是使用IEEE (Wi-Fi)和IEEE .4無線電傳輸中存在的潛在干擾。

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如果是重疊頻道,室內(nèi)的輻射功率是.4的10到100倍,而在室外將達(dá)到400倍。

對于非重疊通道, b/g的側(cè)斜率會影響.4通道,使之落入 b/g通道之間的保護(hù)頻帶(上圖中紫色區(qū)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(lǐng)域的研究和測試表明,對于.4是有影響的,但必須聲明,所有這些測試中的無線電通訊都沒有采用以上提到的技術(shù),我們將這些技術(shù)都?xì)w到一種叫時間同步網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的方式中,通過這種方式可以減少干擾的影響。

低功率.4無線電對于的影響應(yīng)該會降到最低。