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    摩莎國際貿易（上海)有限公司

    近年來，工業無線網絡的應用越來越受到重視，許多工業應用已經采用無線解決方案來設計其通訊系統，例如鐵路通訊系統、工廠自動化、煤炭采礦、城市道路監控等。無線技術所帶來的優勢已經被廣泛重視，例如可移動性、可擴展性等。

    對于使用者來說，決定是否采用無線技術的關鍵之一是無線傳輸的穩定性，也就是當封包通過無線進行傳輸時，是否會發生掉包的現象。為什么會掉包? 由于無線傳輸技術的原理是在單一頻道內進行封包傳送，如果該頻道受到干擾則可能造成信號損毀、封包沖突、蓋臺等現象而造成無法完整接收數據。在一般的數據傳輸應用上，少許的掉包也許還可以接受，況且無線技術的協議本身就有重新傳送的機制。 但在工業自動化應用里面，幾乎無法接受掉包的現象。例如起重機應用或鐵路系統應用中，若少許的控制封包沒有被完整接收，有可能會導致系統反應不正常，甚至會出現安全問題。

    工業網絡的冗余技術向來是系統設計時的一項重要考慮因素，設備電源以及各種連接界面的布線工程均需要建立冗余機制來確保整個系統的通訊穩定度。無線通訊也不例外。如何在無線通訊上做到冗余，并且不讓無線端的通訊成為整體系統穩定度的瓶頸所在，是無線設備供應商特別需要關注的重點之一。

    首先，一般對冗余機制的設想是當主要的通訊信道發生中斷的時候，備份的通訊信道則開始產生進行連接并取代主要的通訊信道以確保數據繼續傳輸。這樣的冗余機制在有線架構下可以達到完整的冗余效果，因為只要切換的速度夠快，基本上不會影響整體的通訊質量。 但在無線通訊中，由于建立連接所需要的時間可能會達到數秒鐘，所以采用信道切換的方式會導致在無線切換的過程當中流失掉不少數據。再者，在設備正常運行的情況下，無線通訊的中斷多半是由于環境干擾造成，這是個非常不穩定的變量，干擾來源會因外圍無線環境的變化而變化。任何一臺無線設備包括手機、筆記本電腦、AP或藍牙等設備都是潛在的干擾源，因此無線通訊的斷線頻率和程度是很難預測的。如果主要的無線通道受到不穩定的干擾，斷線現象會斷斷續續發生；若無線設備每次偵測到斷線就進行切換的動作，則會形成乒乓效應，就是主通道和備份通道在不斷的互相切換，從而造成切換過程中不斷產生掉包的現象。

    MOXA推出三合一AP/Client/Bridge——AWK-5222和AWK-6222無線冗余系列產品，在無線通訊產品中突破性整合了冗余功能。其出色的無線冗余技術可解決上述因為通訊切換而帶來的斷線問題，并且大大改善無線通訊的吞吐量。AWK-5222/6222內建雙射頻模塊，提供兩組獨立運作的無線收發端，其中一個作為主收發端，另一個作為備份收發端，這樣就可以同時建立雙通道的通訊。同時建立雙通道通訊的好處是當其中任一通道的通訊受到干擾時，另一條通訊通道已經連接，并且可實時傳輸因上一通道通訊干擾而流失的數據，也排除了因切換時間所造成通訊不暢的問題。特別要注意的是，在這種情況下已經無需區分主/副的無線接口，而是兩個無線接口在不同的頻段下同時連接，互相彌補受到干擾時所產生的問題。具體通訊機制如下圖所示。
                     
    當AWK-6222設定為冗余模式（Redundant mode）時，WLAN1（無線通道1）以802.11b/g（2.4GHz）的頻段連接，而WLAN2 (無線通道2)以802.11a (5GHz)的頻段連接。兩個通道因為有頻段上的區別，所以不會互相干擾，被同時干擾的機率也很小。在此架構下，在一個無線通道上無法收到的封包可立即被另一通道收到而避免掉包的現象，并且整體的數據吞吐量
（Throughput）也被大大優化。 當雙通道同時建立連接時，整體的吞吐量取決于通訊速度(data rate)較好的連接。也就是說，如果一對AP/Client之間只有單一通道的連接（例如2.4GHz），則此通道如果連接速度較低，吞吐量也就跟著下降；但在雙通道的模式下，若2.4GHz的連接速度較低，5GHz的連接速度較高，則整體吞吐量會取決于較高的5GHz速度。由此可見，Moxa的無線冗余技術不僅大幅提升了無線通訊的穩定度，同時也提升了整體傳輸吞吐量。

     摘自《自動化博覽》2010年第十一期