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概述

工業數字化進程中，對于工業網絡的依賴性持續增加，通過工業無線局域網（WLAN）已經應用在眾多工業現場的解決方案中，例如通過移動無線連接的自動導引小車（AGV）系統以及起重機應用等。

西門子 SCALANCE W 系列無線通信產品可以完美地滿足無線通信需求。

針對工業環境中的需求，西門子為 SCALANCE W 產品開發了多種特定功能，即 iFeatures（工業特性）功能。

iFeatures 功能可以通過相應的 KEY-PLUG 或 CLP 擴展卡實現，工程師僅需要在 IWLAN 訪問點及客戶端模塊的組態界面中簡單地激活即可。

iFeatures 各種功能優點：

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iFeatures

作為一個無線系統，無線局域網幾乎是"全能"的，它幾乎適用于任何區域，從家庭客廳到辦公室或工業生產現場。雖然不同場合的無線局域網在技術方面有著相同的基礎，但對于不同應用場合卻有著不同的要求。尤其是在工業環境中，可用性和可靠性尤為重要。

在這種情況下，iFeatures 功能可以將一個簡單的 WLAN 轉換成可靠的工業 WLAN （IWLAN）。

iFeatures 功能中Zui常用是以下幾種：

2.1   iPCF

 【 DCF vs. PCF】

根據 IEEE802.11 標準，對于無線介質的訪問，是由協調功能所管控的，大部分的無線傳輸均采用的是 DCF（分布式協調功能）。

和有線以太網網絡一樣，設備嘗試傳送任何數據之前，無線設備必須檢查介質是否處于閑置狀態。若處于忙碌狀態，必須延遲訪問，多個無線設備之間等于采用競爭的方式占用無線資源。

如果需要用到免競爭服務，則可通過架構于DCF 之上的 PCF 點協調功能來管控。

PCF提供的是免競爭服務，它是標準 802.11 標準中定義的另一種介質訪問方法， PCF模式下，一個或多個“接入點”充當網絡中的中央管理員，接入點為各個客戶端分配無線介質的訪問時間，保證數據傳輸不會受到干擾，相應的，由于各個站始終知道何時訪問介質，因此無需執行沖突避免。

相比DCF 的競爭方式來說，PCF 更像是一種輪詢占用無線資源的方式。

下圖表明了對于DCF及PCF兩種協調方式，在時間軸上多個客戶端對于介質訪問的區別：

DCF 無法保證在某個時間段內傳輸特定量的數據，但是，由于具有各種 “監聽機制”，因此其具有抗干擾因素的優點。

DCF 主要適合異步數據傳輸（如電子郵件或 Web 瀏覽器）。由于各節點相互監測，DCF 并不是確定性的，只能在有限程度上用于實時應用，如果進行PROFINET IO 通信，一般需要設置更大的 PROFINET  更新時間及看門狗時間。

借助于 PCF，可以確保站對網絡進行固定且“公平”的訪問。在特定時間段內，數據傳輸相應得到保證。因此，PCF Zui適合需要有連續數據流的應用，如同步數據傳輸、視頻或音頻流以及過程值。但是由于時間片的固定分配，PCF 的帶寬較小，并且與 DCF 相比更容易受各種因素干擾。

 【 iPCF】

iPCF（Industrial PCF，工業點協調功能）是西門子對 PCF 的進一步開發，用于解決 PCF 所存在的多個問題，此外，iPCF 可以使得客戶端在漫游時更加迅速，保證實時通信需求。 

通過 iPCF，AP 訪問點可以周期性地以很短的時間間隔依次輪詢客戶端，這些客戶端響應相應的數據幀，同時宣告它們需要發送更多的數據幀，然而，直到訪問點根據需要再次輪詢時，客戶端才會發送這些數據幀。

iPCF 的特性如下：

這意味著通過 iPCF，基于二層的實時工業應用可以在幾十毫秒的時間范圍內通過 WLAN 實現，PROFINET IO 設備的通信需求一般位于此時間范圍內，iPCF 的工作特性能夠很好的保證 PROFINET 在無線上的實時性。

2.2  iPCF-MC

 【 原理 】

iPCF-MC ：在客戶端收到接入點發來的 iPCF 查詢，且存在與接入點的有效連接的情況下，客戶端也會搜索潛在的合適接入點。這就意味著在需要切換到另一個接入點時，可以實現極快地切換。與 iPCF 不同的是，iPCF-MC 的切換時間不取決于正在使用的無線信道數量。

使用 iPCF-MC 功能時，需要接入點具有兩個無線接口。iPCF-MC 以不同方式使用接入點的兩個無線接口：一個接口作為管理信道運行，以較短間隔發送帶有管理信息（例如，數據信道的信道設置和 SSID）的信標信號。另一個接口（數據信道）僅傳輸用戶數據。

【 配置示例 】

不同 AP 的管理信道需要位于相同頻段：

不同 AP 的數據信道需要位于不同頻段，不能互相干擾：

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iFeatures 與 PROFINET IO 應用

PROFINET 是一種開放的基于工業以太網的產品標準，PROFINET IO 被設計用于實時數據交換，因此對于網絡的實時性有嚴格的要求。

WLAN 網絡基于共享介質，傳統的 DCF 的工作模式下，無線設備很難和接入點之間保持一個固定的數據更新時間，尤其是在無線設備比較多的情況下，DCF 的競爭機制無法滿足PROFINET 高實時性的要求，因此 PROFINET IO 通信在標準 WLAN 網絡中僅能在有限的或特定的條件下實現。

通過西門子 SCALANCE W 系列產品專有的 iFeatures 功能 iPCF 和iPCF-MC， 能夠確保無線接入點和客戶端之間保持一個相對固定的刷新間隔，這樣的工作模式能夠大大確保 PROFINET 的實時通信，而且快速漫游的特性，確保漫游過程不會導致 PROFINET 的掉站。

由此可見，iFeatures 功能為 PROFINET 在無線上的應用提供了有力的保證！

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結語

在工業無線通信網絡設計或應用中，如果存在實時通信以及快速漫游的需求，那么可以選擇相應的 IWLAN 產品并且激活 iFeatures 功能，從而實現特定場景下的無線通信應用，滿足工業生產的需要。