摩莎国际贸易（上海)有限公司

    近年来，工业无线网络的应用越来越受到重视，许多工业应用已经采用无线解决方案来设计其通讯系统，例如铁路通讯系统、工厂自动化、煤炭采矿、城市道路监控等。无线技术所带来的优势已经被广泛重视，例如可移动性、可扩展性等。

    对于使用者来说，决定是否采用无线技术的关键之一是无线传输的稳定性，也就是当封包通过无线进行传输时，是否会发生掉包的现象。为什么会掉包? 由于无线传输技术的原理是在单一频道内进行封包传送，如果该频道受到干扰则可能造成信号损毁、封包冲突、盖台等现象而造成无法完整接收数据。在一般的数据传输应用上，少许的掉包也许还可以接受，况且无线技术的协议本身就有重新传送的机制。 但在工业自动化应用里面，几乎无法接受掉包的现象。例如起重机应用或铁路系统应用中，若少许的控制封包没有被完整接收，有可能会导致系统反应不正常，甚至会出现安全问题。

    工业网络的冗余技术向来是系统设计时的一项重要考虑因素，设备电源以及各种连接界面的布线工程均需要建立冗余机制来确保整个系统的通讯稳定度。无线通讯也不例外。如何在无线通讯上做到冗余，并且不让无线端的通讯成为整体系统稳定度的瓶颈所在，是无线设备供应商特别需要关注的重点之一。

    首先，一般对冗余机制的设想是当主要的通讯信道发生中断的时候，备份的通讯信道则开始产生进行连接并取代主要的通讯信道以确保数据继续传输。这样的冗余机制在有线架构下可以达到完整的冗余效果，因为只要切换的速度够快，基本上不会影响整体的通讯质量。 但在无线通讯中，由于建立连接所需要的时间可能会达到数秒钟，所以采用信道切换的方式会导致在无线切换的过程当中流失掉不少数据。再者，在设备正常运行的情况下，无线通讯的中断多半是由于环境干扰造成，这是个非常不稳定的变量，干扰来源会因外围无线环境的变化而变化。任何一台无线设备包括手机、笔记本电脑、AP或蓝牙等设备都是潜在的干扰源，因此无线通讯的断线频率和程度是很难预测的。如果主要的无线通道受到不稳定的干扰，断线现象会断断续续发生；若无线设备每次侦测到断线就进行切换的动作，则会形成乒乓效应，就是主通道和备份通道在不断的互相切换，从而造成切换过程中不断产生掉包的现象。

    MOXA推出三合一AP/Client/Bridge——AWK-5222和AWK-6222无线冗余系列产品，在无线通讯产品中突破性整合了冗余功能。其出色的无线冗余技术可解决上述因为通讯切换而带来的断线问题，并且大大改善无线通讯的吞吐量。AWK-5222/6222内建双射频模块，提供两组独立运作的无线收发端，其中一个作为主收发端，另一个作为备份收发端，这样就可以同时建立双通道的通讯。同时建立双通道通讯的好处是当其中任一通道的通讯受到干扰时，另一条通讯通道已经连接，并且可实时传输因上一通道通讯干扰而流失的数据，也排除了因切换时间所造成通讯不畅的问题。特别要注意的是，在这种情况下已经无需区分主/副的无线接口，而是两个无线接口在不同的频段下同时连接，互相弥补受到干扰时所产生的问题。具体通讯机制如下图所示。
                     
    当AWK-6222设定为冗余模式（Redundant mode）时，WLAN1（无线通道1）以802.11b/g（2.4GHz）的频段连接，而WLAN2 (无线通道2)以802.11a (5GHz)的频段连接。两个通道因为有频段上的区别，所以不会互相干扰，被同时干扰的机率也很小。在此架构下，在一个无线通道上无法收到的封包可立即被另一通道收到而避免掉包的现象，并且整体的数据吞吐量
（Throughput）也被大大优化。 当双通道同时建立连接时，整体的吞吐量取决于通讯速度(data rate)较好的连接。也就是说，如果一对AP/Client之间只有单一通道的连接（例如2.4GHz），则此通道如果连接速度较低，吞吐量也就跟着下降；但在双通道的模式下，若2.4GHz的连接速度较低，5GHz的连接速度较高，则整体吞吐量会取决于较高的5GHz速度。由此可见，Moxa的无线冗余技术不仅大幅提升了无线通讯的稳定度，同时也提升了整体传输吞吐量。

     摘自《自动化博览》2010年第十一期