本課程包括

　　1  概述

　　2  Wi-Fi 技術基于哪種標準

　　3  成本效益高

　　4  技術穩定可靠

　　5  安全

　　6  Wi-Fi技術在工廠內的應用

　　7  總結

　　　概述

　　Wi-Fi技術――也常常稱為IEEE 802.11或者無線以太網――是世界上應用最廣泛的無線網絡協議。

　　或許您已經在利用Wi-Fi網絡將您的電腦連接到辦公室網絡、家庭網絡或者因特網上去了。在公共場所內，如賓館、機場和咖啡館，也有成千上萬的Wi-Fi網絡存取點或者“熱點”早已存在。

　　Wi-Fi技術也正在過程工業應用中日益流行起來。同樣的技術，讓您在世界另一端的機場即可跟您的局域網進行連接，也同樣可以用來將過程和資產信息從工廠的一處傳遞到另外一處。

　　在本課程中您將會學到，到底是什么讓Wi-Fi流行起來，它又如何在傳遞過程和資產數據方面大顯身手。

　　在課程末尾處您可以發現一個簡短的測驗，以幫助您確認到底學到了哪些知識――并贏得寶貴的獎勵點數。

　　提示

　　在您閱讀本課程內容的同時，請別忘了留意下面這些問題的答案：

　　Wi-Fi技術是基于哪種標準的?

　　Wi-Fi 技術如何處理射頻“噪音”?

　　當前哪種Wi-Fi技術的安全標準可以提供最高水平的安全防護?

　　Wi-Fi技術在工廠中都有哪些合適的應用?

　　準備好開始了嗎?請點擊下面的“>”符號開始您的閱讀吧。

　　下一節： Wi-Fi 技術基于哪種標準

　　Wi-Fi 技術基于哪種標準

　　建立在標準基礎之上的技術與企業專有的技術相比通常有若干優點。 這些優點可以包括：更容易安裝，可選擇的供應商更多，長期的服務支持也更有保證等等。

　　Wi-Fi技術建立在無線局域網的IEEE802.11標準基礎上。標記為“Wi-Fi 認證”的設備也會滿足Wi-Fi聯盟對于互操作性的要求――Wi-Fi聯盟是一個有超過250個技術和服務供應商的團隊聯盟。

　　IEEE 802.11實際上是一個相關標準的家族。 到底其中的哪個標準更加適用取決于您的應用要求。

　　802.11b 是世界上應用最廣的標準，在大多數情況下，也是價格最便宜的標準。它的操作頻率為2.4GHz ，無線通信裝置按照802.11b的標準以高達11Mbps的速度傳輸數據。

　　802.11g 是比較新的版本。 它的操作頻率同802.11b相同，但是數據率較高，可達54Mbps。

　　802.11g 標準同802.11b的兼容性不好――使用這兩種標準的設備彼此之間可以進行通信，但是數據率要低于802.11b.

　　802.11a 工作于5GHz頻段，數據率達54Mbps， 跟802.11g相同但是距離范圍更短。 這種標準也日漸流行。

　　802.11i ， 也稱作WPA2 ，是一種 Wi-Fi 網絡的安全標準。 您將會在本課程中“安全”部分學到更多關于它的內容。

　　另外一種相關的標準802.11af， 包括PoE， 即以太網供電技術。 PoE通過同一條電纜給無線通信裝置或其它設備提供電源并同時傳輸數據。 雖然PoE本身并不是一種無線技術，但是它可以作為整體技術方案的一部分跟有線和無線以太網結合使用。

　　國家和地區性標準。 雖然Wi-Fi數據傳輸在世界上大部分地區都不會要求使用許可執照，不同的國家還是對它的輸出功率有不同的限制，而且有些還會允許使用所分配的頻段內不同的通道。 然而，大多數今天制造的Wi-Fi無線通信裝置，都會符合它們所在國家頒發的標準。

　　下一節：成本效益高

　　成本效益高

　　無論一種技術功能如何齊全，假如它能帶來的利益不超過成本，就不會是一種正確選擇。 幸運的是， Wi-Fi網絡價格相對便宜。 廣泛的應用帶來了大規模的生產――加上數不勝數的供應商之間的激烈競爭――使它的技術成本繼續下降。

　　由于Wi-Fi是一種無線網絡，所以安裝比傳統的有線更加容易，價格也更低。使用以太網供電技術(IEEE802.11af)可以消除在現場為網絡的無線通信裝置單獨供應有線電源的需要，從而進一步減少了安裝成本。

　　在嚴酷的環境下，Wi-Fi無線通信裝置可能會要求有比較專業的防護外罩和部件，從而使成本在一定程度上增加，但是這種狀況對大多數通信技術而言都是一樣的。

　　Wi-Fi網絡也容易擴展。 您可以馬上購買需要的設備，并根據需要提升添加更多的節點。

　　下一節：性能穩定可靠

　　性能穩定可靠

　　Wi-Fi 技術工作可靠，使用方便，這早已經過無數小時的工作追蹤記錄的證實。穩定可靠的性能，使這種技術獲得了廣泛的應用，居住、商務、學術科研，甚至在軍事上都有它一席之地。

　　至于在危險地帶、嚴酷的環境下以及在過程工廠方面，Wi-Fi 技術如今也為世界各地的設備供應商們所采用。

　　工廠環境中包含許多射頻干擾來源， Wi-Fi網絡對付這種噪音的武器是DSSS，也就是直接序列擴頻通信技術。 DSSS 通過將通信信號在更寬的頻帶上進行發送，從而避免干擾問題，然后在信號接收端再將需要的信號加以集中，將干擾濾除。

　　下一節：安全

　　安全

　　應該感謝技術和標準方面的進步，Wi-Fi網絡在安全方面跟傳統的有線網絡相比毫不遜色。

　　設備供應商、Wi-Fi聯盟，以及IEEE802.11標準委員會為技術的發展做出了巨大的努力，使Wi-Fi技術在數據加密，密鑰分布以及其它的安全措施方面 變得安全可靠。(關于對這些和其它安全概念的解釋，詳見關于安全的無線技術課程)。

　　在這些安全方面的強化性能得以開發之前， Wi-Fi技術最初的安全措施稱作WEP(安全等效加密)，但是后來發現這項技術應用在要求絕對安全的地方實在是力有不逮。

　　關于這些強化性能的兩個例子是WPA和WPA2。

　　WPA(Wi-Fi 網絡安全存取) 是一種用于Wi-Fi網絡的強大而且具有互操作性的安全技術。 這種技術利用加密、加強存取控制和用戶鑒別等方法來保護數據，以取代WEP，一種安全性較差的舊有的安全技術。WPA使用128位密碼鍵和動態通話密鑰來保證網絡私密和企業安全。

　　WPA2在安全方面更進一步，要求只有經過授權的用戶或設備才具有訪問網絡的資格。根據IEEE802.11i標準的定義，WPA2還采用安全性極高的高級加密標準(AES)以對網絡進行力度更大的保護。

　　WPA對無線網絡安全是一種實用的技術方案;WPA2提供了最好的長期安全方案，但是同WPA的兼容性較差。

　　下一節：Wi-Fi技術工廠內的應用

　　Wi-Fi 技術在工廠內的應用

　　許多工廠已經采用Wi-Fi技術，利用它工作人員可以訪問工廠內重要的應用或者發送電子郵件，而無需將他們的個人電腦或手提電腦跟工廠的區域網之間進行物理性連接。

　　但是，除了這些辦公類型的應用之外，Wi-Fi 還可以提供入口以訪問與過程控制相關的網絡，或者用作網絡傳送媒介的“中樞”。

　　例如，您可以應用Wi-Fi將工廠內孤立的區域――特別是有些地方由于距離較遠或存在像河流或者公路這樣的障礙，使得硬線連接過于昂貴或不切實際時――連接到中央控制室去。或者您可以利用它將一個由低功率、短距離設備組成的自組織網絡連接到主機系統或者有線局域網。(關于這些應用更多的內容，參見關于“工廠附近的網絡應用和自組織網絡”等課程)

　　為什么不將Wi-Fi技術也用于設備至設備之間的通信呢? 這是因為它的功耗相對較高，基于Wi-Fi技術的方案需要利用有線供電或以太網供電方可。 而提供這些供電連接的費用限制了Wi-Fi網絡成本效益的提高。

　　然而，Wi-Fi 的高功耗卻可以提供比低功耗設備更遠的發射距離。 功率為1瓦的Wi-Fi無線信號傳輸可以在無障礙無干擾的情況下達到幾公里之遠，即使在工廠環境之下，也可以達到幾百米遠的距離。

　　這就是為什么要利用當地的網關來加強來自現場網絡內低功率設備的數據，然后再用Wi-Fi方式將網關連接到中央主機或者工廠網絡的原因了。 網關可以設定位置，優化無線設備網絡的性能，并且可以在網絡發生變化時很容易地進行移動。

　　Wi-Fi 網絡帶寬充足，一個訪問點即可支持多個網關。它同工廠局域網和支持有線以太網的主機系統的整合也非常容易。 這里講的主機系統，包括許多DCS，PLC和基于PC的歷史數據記錄器等等。

　　Wi-Fi技術還可以使移動狀態的工作人員訪問無線過程控制網絡。這些工作人員可以利用配有Wi-Fi裝置的PDA 或者平板電腦，連接到工廠各處的無線訪問點――在任何需要的地方，必要的時間訪問關鍵過程、資產信息、歷史數據、維修保養系統以及其它關鍵的功能等等。

　　最后，您的工廠可能在Wi-Fi方面已經具有很強的專業知識： 您的IT部門，或許在如何將這項技術用于辦公網絡方面，已經具有豐厚的知識儲備。(更多關于這個題目的內容，請參見課程IT協調)。

　　下一節：總結

　　總結

　　本課程中您已經學到…

　　Wi-Fi 的優勢在于其技術建于得到廣泛支持的標準之上――在本例中使用的標準是，無線以太網的IEEE802.11標準家族。

　　它的能力業已得到廣泛的驗證――主要在辦公和商務應用方面，但是在過程工業方面的應用也在日益增加。

　　Wi-Fi技術成本效益高、穩健可靠、安全性好。

　　選用這種技術來溝通無線設備網絡或工廠內的孤立區域和中央主機或工廠網絡之間的間隔是一種很不錯的選擇。