今天我们来谈谈工业无线局域网通信技术。首先解释下三个相关概念：WLAN、IEEE802.11和Wi-Fi。WLAN（无线局域网）是指采用无线电波作为数据传输介质的本地网络，是一种网络类型。IEEE802.11则是电气电子工程师学会制定的一系列最为通用的无线局域网标准族，如当前广泛应用的802.11g,802.11a,802.11n等。而我们常说的Wi-Fi，它其实是一个叫做Wi-Fi联盟的组织所持有的商标，目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网路产品之间的互通性。也就是说电气电子工程师协会IEEE制定了WLAN的标准，基于这些标准生产出来的硬件则由Wi-Fi联盟进行测试认证，保证其互联互通。Wi-Fi联盟的认证并不是硬性要求（厂商得掏钱），但这可以让消费者放心，特别是在标准和产品发布的早期。

    在一般语境下，Wi-Fi这个概念通常就指无线局域网及其相关技术，犹其指能连接到Internet的无线局域网。而WIFI对我们的生活影响有多大呢？我们去消费的地方如果没有WIFI几乎就成选择外的地点，据说新时代的马斯洛需求理论都变成如下构成了，呵呵。

    那么家用和商用的WIFI和咱们工业的WIFI有什么样的区别呢？大部分人会认为工业环境比较恶劣，所以工业用的设备应该更“皮实”，也就是硬件的物理特性更加坚固，如抗冲击、抗振动，抗EMC干扰，满足较高的机械特性，有较高的防护等级，较宽的工作温度等等。没错，这都是必须的。不过，除了“硬件”上要适合工业要求外，“软件”上也得适应工业应用的要求。打个比方，当你在咖啡厅上网的时候，网页不能即时打开，你可能需要等几秒或者刷新一下，这并不会造成多少损失；但是在工业生产上，如果数据不能及时送达，则可能导致设备停机，或者出现生产错误，使得生产效率降低，甚至造成设备或人员损失。也就是说工业应用通常都对通信的实时性要求非常高，那西门子SCALANCE W是如何保证数据的实时性的呢？那我们从名词解析“DCF和PCF”开始：

DCF(Distributed Coordination Function)分布式协调功能

    在802.11协议中，DCF是最基本的媒体访问方法。DCF协议使用两种机制进行帧的传输：基本访问机制和RTS/CTS机制。基本访问机制就是把CSMA/CA（载波侦听多路访问/冲突辟免）和确认（ACK）结合起来。帧传输后，如果在SIFS(短帧间隔)内没有收到确认帧(ACK)，则认为该帧丢失或碰撞，按照二进制退避算法进行退避和重传。RTS/CTS机制规定，发送端在发送数据帧之前，首先发送一个RTS帧来预约信道，接收端回发一个CTS帧，之后开始进行数据帧的发送和ACK确认，实质上是一种四次握手机制。RTS/CTS机制解决发送长帧时易发生碰撞从而导致信道利用率急剧下降的问题和解决“隐藏终端”问题。

    DCF机制有点像在开一个没有主持人的民主生活会，大家随意发言。一开始没人发言，甲一看没人说话，在别人说话之前打开麦克开始说，开口第一句就是“我讲三分钟，下面是内容…balabala…”。其它人听到甲说要讲三分钟后，把到嘴边的话咽了回去，等一会吧。三分钟过后，其它有话说的人再等待一个随机时间后又开始抢麦克。这就是CSMA/CA。如果甲的话是对乙说的（其实大家都听到了），那么甲说完后，如果乙听到了，乙会立马回复“收到”，如果乙没回复或乙的回复甲没收到，那甲还得找机会把刚才的话重说一遍。这是ACK和重传机制。如果甲说话的时候，丙坐在甲的对角，离甲最远，没听到甲在说，以为没人说话，打开自己的麦克也开始对坐在中间的乙提意见，结果乙就傻傻听不清了。这是隐藏终端和碰撞。这种情形下，甲可以选择在开始的时候先说“乙，我要和你讲三分钟。”乙听到后回复说“下面三分钟你就讲吧。”丙虽然听不见甲说话，但听见了乙的这句，知道有人要与乙说三分钟，那它就在这三分钟内不说话。这是RTS/CTS。

    DCF简单方便，但是当客户端数量较多，环境复杂时，冲突碰撞不可避免，随机避让机制使得通信效率极大降低，也无法保证数据的实时性。因此，DCF适用于节点数量不确定，通信数据随机性较强，对实时性要求不高的场合。绝大多数家用和商用的无线节点使用的都是DCF机制。

PCF（Point Coordination Function）点协调功能

    与DCF不同，PCF是一种中心控制访问机制，节点之间不再是平等的地位。各站点对介质的访问权由接入点AP来协调。就像有了主持人的会议一样，进入会议的人先到主持人那登记领表，主持人按登记表顺序指定每一个与会者轮流发言。而且主持人说的话是会议室里所有人都听得到的。这样就避免了冲突，提高了效率。

    好了，说完了专有名词，下期我们就该说说西门子无线设备在“软件”上的独门秘籍之一------iPCF.  了，敬请关注下期动态^_^

西门子工业“WIFI”强在哪里？（二）