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　　本課程包括

　　1  概述

　　2  Wi-Fi 技術(shù)基于哪種標(biāo)準(zhǔn)

　　3  成本效益高

　　4  技術(shù)穩(wěn)定可靠

　　5  安全

　　6  Wi-Fi技術(shù)在工廠(chǎng)內(nèi)的應(yīng)用

　　7  總結(jié)

　　　概述

　　Wi-Fi技術(shù)――也常常稱(chēng)為IEEE 802.11或者無(wú)線(xiàn)以太網(wǎng)――是世界上應(yīng)用最廣泛的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

　　或許您已經(jīng)在利用Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)將您的電腦連接到辦公室網(wǎng)絡(luò)、家庭網(wǎng)絡(luò)或者因特網(wǎng)上去了。在公共場(chǎng)所內(nèi)，如賓館、機(jī)場(chǎng)和咖啡館，也有成千上萬(wàn)的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)存取點(diǎn)或者“熱點(diǎn)”早已存在。

　　Wi-Fi技術(shù)也正在過(guò)程工業(yè)應(yīng)用中日益流行起來(lái)。同樣的技術(shù)，讓您在世界另一端的機(jī)場(chǎng)即可跟您的局域網(wǎng)進(jìn)行連接，也同樣可以用來(lái)將過(guò)程和資產(chǎn)信息從工廠(chǎng)的一處傳遞到另外一處。

　　在本課程中您將會(huì)學(xué)到，到底是什么讓W(xué)i-Fi流行起來(lái)，它又如何在傳遞過(guò)程和資產(chǎn)數(shù)據(jù)方面大顯身手。

　　在課程末尾處您可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)短的測(cè)驗(yàn)，以幫助您確認(rèn)到底學(xué)到了哪些知識(shí)――并贏得寶貴的獎(jiǎng)勵(lì)點(diǎn)數(shù)。

　　提示

　　在您閱讀本課程內(nèi)容的同時(shí)，請(qǐng)別忘了留意下面這些問(wèn)題的答案：

　　Wi-Fi技術(shù)是基于哪種標(biāo)準(zhǔn)的?

　　Wi-Fi 技術(shù)如何處理射頻“噪音”?

　　當(dāng)前哪種Wi-Fi技術(shù)的安全標(biāo)準(zhǔn)可以提供最高水平的安全防護(hù)?

　　Wi-Fi技術(shù)在工廠(chǎng)中都有哪些合適的應(yīng)用?

　　準(zhǔn)備好開(kāi)始了嗎?請(qǐng)點(diǎn)擊下面的“>”符號(hào)開(kāi)始您的閱讀吧。

　　下一節(jié)： Wi-Fi 技術(shù)基于哪種標(biāo)準(zhǔn)

　　Wi-Fi 技術(shù)基于哪種標(biāo)準(zhǔn)

　　建立在標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)之上的技術(shù)與企業(yè)專(zhuān)有的技術(shù)相比通常有若干優(yōu)點(diǎn)。 這些優(yōu)點(diǎn)可以包括：更容易安裝，可選擇的供應(yīng)商更多，長(zhǎng)期的服務(wù)支持也更有保證等等。

　　Wi-Fi技術(shù)建立在無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上。標(biāo)記為“Wi-Fi 認(rèn)證”的設(shè)備也會(huì)滿(mǎn)足Wi-Fi聯(lián)盟對(duì)于互操作性的要求――Wi-Fi聯(lián)盟是一個(gè)有超過(guò)250個(gè)技術(shù)和服務(wù)供應(yīng)商的團(tuán)隊(duì)聯(lián)盟。

　　IEEE 802.11實(shí)際上是一個(gè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的家族。 到底其中的哪個(gè)標(biāo)準(zhǔn)更加適用取決于您的應(yīng)用要求。

　　802.11b 是世界上應(yīng)用最廣的標(biāo)準(zhǔn)，在大多數(shù)情況下，也是價(jià)格最便宜的標(biāo)準(zhǔn)。它的操作頻率為2.4GHz ，無(wú)線(xiàn)通信裝置按照802.11b的標(biāo)準(zhǔn)以高達(dá)11Mbps的速度傳輸數(shù)據(jù)。

　　802.11g 是比較新的版本。 它的操作頻率同802.11b相同，但是數(shù)據(jù)率較高，可達(dá)54Mbps。

　　802.11g 標(biāo)準(zhǔn)同802.11b的兼容性不好――使用這兩種標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備彼此之間可以進(jìn)行通信，但是數(shù)據(jù)率要低于802.11b.

　　802.11a 工作于5GHz頻段，數(shù)據(jù)率達(dá)54Mbps， 跟802.11g相同但是距離范圍更短。 這種標(biāo)準(zhǔn)也日漸流行。

　　802.11i ， 也稱(chēng)作WPA2 ，是一種 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)的安全標(biāo)準(zhǔn)。 您將會(huì)在本課程中“安全”部分學(xué)到更多關(guān)于它的內(nèi)容。

　　另外一種相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)802.11af， 包括PoE， 即以太網(wǎng)供電技術(shù)。 PoE通過(guò)同一條電纜給無(wú)線(xiàn)通信裝置或其它設(shè)備提供電源并同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)。 雖然PoE本身并不是一種無(wú)線(xiàn)技術(shù)，但是它可以作為整體技術(shù)方案的一部分跟有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)以太網(wǎng)結(jié)合使用。

　　國(guó)家和地區(qū)性標(biāo)準(zhǔn)。 雖然Wi-Fi數(shù)據(jù)傳輸在世界上大部分地區(qū)都不會(huì)要求使用許可執(zhí)照，不同的國(guó)家還是對(duì)它的輸出功率有不同的限制，而且有些還會(huì)允許使用所分配的頻段內(nèi)不同的通道。 然而，大多數(shù)今天制造的Wi-Fi無(wú)線(xiàn)通信裝置，都會(huì)符合它們所在國(guó)家頒發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)。

　　下一節(jié)：成本效益高

　　成本效益高

　　無(wú)論一種技術(shù)功能如何齊全，假如它能帶來(lái)的利益不超過(guò)成本，就不會(huì)是一種正確選擇。 幸運(yùn)的是， Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)價(jià)格相對(duì)便宜。 廣泛的應(yīng)用帶來(lái)了大規(guī)模的生產(chǎn)――加上數(shù)不勝數(shù)的供應(yīng)商之間的激烈競(jìng)爭(zhēng)――使它的技術(shù)成本繼續(xù)下降。

　　由于Wi-Fi是一種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，所以安裝比傳統(tǒng)的有線(xiàn)更加容易，價(jià)格也更低。使用以太網(wǎng)供電技術(shù)(IEEE802.11af)可以消除在現(xiàn)場(chǎng)為網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線(xiàn)通信裝置單獨(dú)供應(yīng)有線(xiàn)電源的需要，從而進(jìn)一步減少了安裝成本。

　　在嚴(yán)酷的環(huán)境下，Wi-Fi無(wú)線(xiàn)通信裝置可能會(huì)要求有比較專(zhuān)業(yè)的防護(hù)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(duì)大多數(shù)通信技術(shù)而言都是一樣的。

　　Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)也容易擴(kuò)展。 您可以馬上購(gòu)買(mǎi)需要的設(shè)備，并根據(jù)需要提升添加更多的節(jié)點(diǎn)。

　　下一節(jié)：性能穩(wěn)定可靠

　　性能穩(wěn)定可靠

　　Wi-Fi 技術(shù)工作可靠，使用方便，這早已經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)小時(shí)的工作追蹤記錄的證實(shí)。穩(wěn)定可靠的性能，使這種技術(shù)獲得了廣泛的應(yīng)用，居住、商務(wù)、學(xué)術(shù)科研，甚至在軍事上都有它一席之地。

　　至于在危險(xiǎn)地帶、嚴(yán)酷的環(huán)境下以及在過(guò)程工廠(chǎng)方面，Wi-Fi 技術(shù)如今也為世界各地的設(shè)備供應(yīng)商們所采用。

　　工廠(chǎng)環(huán)境中包含許多射頻干擾來(lái)源， Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)對(duì)付這種噪音的武器是DSSS，也就是直接序列擴(kuò)頻通信技術(shù)。 DSSS 通過(guò)將通信信號(hào)在更寬的頻帶上進(jìn)行發(fā)送，從而避免干擾問(wèn)題，然后在信號(hào)接收端再將需要的信號(hào)加以集中，將干擾濾除。

　　下一節(jié)：安全

　　安全

　　應(yīng)該感謝技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)方面的進(jìn)步，Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)在安全方面跟傳統(tǒng)的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)相比毫不遜色。

　　設(shè)備供應(yīng)商、Wi-Fi聯(lián)盟，以及IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)為技術(shù)的發(fā)展做出了巨大的努力，使Wi-Fi技術(shù)在數(shù)據(jù)加密，密鑰分布以及其它的安全措施方面 變得安全可靠。(關(guān)于對(duì)這些和其它安全概念的解釋?zhuān)斠?jiàn)關(guān)于安全的無(wú)線(xiàn)技術(shù)課程)。

　　在這些安全方面的強(qiáng)化性能得以開(kāi)發(fā)之前， Wi-Fi技術(shù)最初的安全措施稱(chēng)作WEP(安全等效加密)，但是后來(lái)發(fā)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用在要求絕對(duì)安全的地方實(shí)在是力有不逮。

　　關(guān)于這些強(qiáng)化性能的兩個(gè)例子是WPA和WPA2。

　　WPA(Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)安全存取) 是一種用于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)大而且具有互操作性的安全技術(shù)。 這種技術(shù)利用加密、加強(qiáng)存取控制和用戶(hù)鑒別等方法來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)，以取代WEP，一種安全性較差的舊有的安全技術(shù)。WPA使用128位密碼鍵和動(dòng)態(tài)通話(huà)密鑰來(lái)保證網(wǎng)絡(luò)私密和企業(yè)安全。

　　WPA2在安全方面更進(jìn)一步，要求只有經(jīng)過(guò)授權(quán)的用戶(hù)或設(shè)備才具有訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò)的資格。根據(jù)IEEE802.11i標(biāo)準(zhǔn)的定義，WPA2還采用安全性極高的高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)(AES)以對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行力度更大的保護(hù)。

　　WPA對(duì)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全是一種實(shí)用的技術(shù)方案;WPA2提供了最好的長(zhǎng)期安全方案，但是同WPA的兼容性較差。

　　下一節(jié)：Wi-Fi技術(shù)工廠(chǎng)內(nèi)的應(yīng)用

　　Wi-Fi 技術(shù)在工廠(chǎng)內(nèi)的應(yīng)用

　　許多工廠(chǎng)已經(jīng)采用Wi-Fi技術(shù)，利用它工作人員可以訪(fǎng)問(wèn)工廠(chǎng)內(nèi)重要的應(yīng)用或者發(fā)送電子郵件，而無(wú)需將他們的個(gè)人電腦或手提電腦跟工廠(chǎng)的區(qū)域網(wǎng)之間進(jìn)行物理性連接。

　　但是，除了這些辦公類(lèi)型的應(yīng)用之外，Wi-Fi 還可以提供入口以訪(fǎng)問(wèn)與過(guò)程控制相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)，或者用作網(wǎng)絡(luò)傳送媒介的“中樞”。

　　例如，您可以應(yīng)用Wi-Fi將工廠(chǎng)內(nèi)孤立的區(qū)域――特別是有些地方由于距離較遠(yuǎn)或存在像河流或者公路這樣的障礙，使得硬線(xiàn)連接過(guò)于昂貴或不切實(shí)際時(shí)――連接到中央控制室去。或者您可以利用它將一個(gè)由低功率、短距離設(shè)備組成的自組織網(wǎng)絡(luò)連接到主機(jī)系統(tǒng)或者有線(xiàn)局域網(wǎng)。(關(guān)于這些應(yīng)用更多的內(nèi)容，參見(jiàn)關(guān)于“工廠(chǎng)附近的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和自組織網(wǎng)絡(luò)”等課程)

　　為什么不將Wi-Fi技術(shù)也用于設(shè)備至設(shè)備之間的通信呢? 這是因?yàn)樗墓南鄬?duì)較高，基于Wi-Fi技術(shù)的方案需要利用有線(xiàn)供電或以太網(wǎng)供電方可。 而提供這些供電連接的費(fèi)用限制了Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)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(shè)備更遠(yuǎn)的發(fā)射距離。 功率為1瓦的Wi-Fi無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸可以在無(wú)障礙無(wú)干擾的情況下達(dá)到幾公里之遠(yuǎn)，即使在工廠(chǎng)環(huán)境之下，也可以達(dá)到幾百米遠(yuǎn)的距離。

　　這就是為什么要利用當(dāng)?shù)氐木W(wǎng)關(guān)來(lái)加強(qiáng)來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)低功率設(shè)備的數(shù)據(jù)，然后再用Wi-Fi方式將網(wǎng)關(guān)連接到中央主機(jī)或者工廠(chǎng)網(wǎng)絡(luò)的原因了。 網(wǎng)關(guān)可以設(shè)定位置，優(yōu)化無(wú)線(xiàn)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的性能，并且可以在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生變化時(shí)很容易地進(jìn)行移動(dòng)。

　　Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)帶寬充足，一個(gè)訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)即可支持多個(gè)網(wǎng)關(guān)。它同工廠(chǎng)局域網(wǎng)和支持有線(xiàn)以太網(wǎng)的主機(jī)系統(tǒng)的整合也非常容易。 這里講的主機(jī)系統(tǒng)，包括許多DCS，PLC和基于PC的歷史數(shù)據(jù)記錄器等等。

　　Wi-Fi技術(shù)還可以使移動(dòng)狀態(tài)的工作人員訪(fǎng)問(wèn)無(wú)線(xiàn)過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)。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(chǎng)各處的無(wú)線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)――在任何需要的地方，必要的時(shí)間訪(fǎng)問(wèn)關(guān)鍵過(guò)程、資產(chǎn)信息、歷史數(shù)據(jù)、維修保養(yǎng)系統(tǒng)以及其它關(guān)鍵的功能等等。

　　最后，您的工廠(chǎng)可能在Wi-Fi方面已經(jīng)具有很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)： 您的IT部門(mén)，或許在如何將這項(xiàng)技術(shù)用于辦公網(wǎng)絡(luò)方面，已經(jīng)具有豐厚的知識(shí)儲(chǔ)備。(更多關(guān)于這個(gè)題目的內(nèi)容，請(qǐng)參見(jiàn)課程IT協(xié)調(diào))。

　　下一節(jié)：總結(jié)

　　總結(jié)

　　本課程中您已經(jīng)學(xué)到…

　　Wi-Fi 的優(yōu)勢(shì)在于其技術(shù)建于得到廣泛支持的標(biāo)準(zhǔn)之上――在本例中使用的標(biāo)準(zhǔn)是，無(wú)線(xiàn)以太網(wǎng)的IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)家族。

　　它的能力業(yè)已得到廣泛的驗(yàn)證――主要在辦公和商務(wù)應(yīng)用方面，但是在過(guò)程工業(yè)方面的應(yīng)用也在日益增加。

　　Wi-Fi技術(shù)成本效益高、穩(wěn)健可靠、安全性好。

　　選用這種技術(shù)來(lái)溝通無(wú)線(xiàn)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)或工廠(chǎng)內(nèi)的孤立區(qū)域和中央主機(jī)或工廠(chǎng)網(wǎng)絡(luò)之間的間隔是一種很不錯(cuò)的選擇。