江苏省无锡市SIEMENS西门子《授权》中国一级代理商

工业数字化进程中，对于工业网络的依赖性持续增加，通过工业无线局域网（wlan）已经应用在众多工业现场的解决方案中，例如通过移动无线连接的自动导引小车（agv）系统以及起重机应用等。

西门子 scalance w 系列无线通信产品可以完美地满足无线通信需求。

针对工业环境中的需求，西门子为 scalance w 产品开发了多种特定功能，即ifeatures（工业特性）功能。

ifeatures 功能可以通过相应的key-plug 或 clp 扩展卡实现，工程师仅需要在 iwlan 访问点及客户端模块的组态界面中简单地激活即可。

ifeatures 各种功能优点：

实现可靠的实时通信

无缝冗余实现无线通信的高可用性

安全的 iwlan 通信

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ifeatures

作为一个无线系统，无线局域网几乎是"全能"的，它几乎适用于任何区域，从家庭客厅到办公室或工业生产现场。虽然不同场合的无线局域网在技术方面有着相同的基础，但对于不同应用场合却有着不同的要求。尤其是在工业环境中，可用性和可靠性尤为重要。

在这种情况下，ifeatures 功能可以将一个简单的 wlan 转换成可靠的工业 wlan （iwlan）。

ifeatures 功能中zui常用是以下几种：

ipcf（industrial point coordination function，工业点协调功能）

ipcf-mc（ipcf – management channel，工业点协调功能-管理信道）

2.1   ipcf

 【 dcfvs. pcf】

根据 ieee802.11 标准，对于无线介质的访问，是由协调功能所管控的，大部分的无线传输均采用的是dcf（分布式协调功能）。

和有线以太网网络一样，设备尝试传送任何数据之前，无线设备必须检查介质是否处于闲置状态。若处于忙碌状态，必须延迟访问，多个无线设备之间等于采用竞争的方式占用无线资源。

如果需要用到免竞争服务，则可通过架构于dcf 之上的 pcf 点协调功能来管控。

pcf提供的是免竞争服务，它是标准 802.11 标准中定义的另一种介质访问方法，pcf模式下，一个或多个“接入点”充当网络中的中央管理员，接入点为各个客户端分配无线介质的访问时间，保证数据传输不会受到干扰，相应的，由于各个站始终知道何时访问介质，因此无需执行冲突避免。

相比dcf 的竞争方式来说，pcf 更像是一种轮询占用无线资源的方式。

下图表明了对于dcf及pcf两种协调方式，在时间轴上多个客户端对于介质访问的区别：

dcf 无法保证在某个时间段内传输特定量的数据，但是，由于具有各种 “监听机制”，因此其具有抗干扰因素的优点。

dcf 主要适合异步数据传输（如电子邮件或 web 浏览器）。由于各节点相互监测，dcf并不是确定性的，只能在有限程度上用于实时应用，如果进行profinet io 通信，一般需要设置更大的 profinet 更新时间及看门狗时间。

借助于 pcf，可以确保站对网络进行固定且“公平”的访问。在特定时间段内，数据传输相应得到保证。因此，pcfzui适合需要有连续数据流的应用，如同步数据传输、视频或音频流以及过程值。但是由于时间片的固定分配，pcf 的带宽较小，并且与 dcf相比更容易受各种因素干扰。

 【 ipcf】

ipcf（industrial pcf，工业点协调功能）是西门子对 pcf 的进一步开发，用于解决 pcf所存在的多个问题，此外，ipcf 可以使得客户端在漫游时更加迅速，保证实时通信需求。 

通过 ipcf，ap访问点可以周期性地以很短的时间间隔依次轮询客户端，这些客户端响应相应的数据帧，同时宣告它们需要发送更多的数据帧，然而，直到访问点根据需要再次轮询时，客户端才会发送这些数据帧。

ipcf 的特性如下：

ap 访问点可以周期性地以很短的时间间隔依次轮询客户端，这确保了每个客户端具有很短的响应时间（确定性传输）和漫游时间。

其它非时间关键数据的传输被推迟到有可用的空闲周期时间。

ap 与某个客户端通信时发送的数据信号，也会被其它客户端接收到，接收到的客户端会根据无线信号判断无线链路的质量。

由于轮询间隔时间较短，客户端可迅速地确定是否仍存在与接入点的连接。如果连接丢失，那么客户端可以快速响应，与备用接入点建立连接。

在 ipcf 模式中，漫游切换时间明显低于 50 ms。

接入点下的客户端的节点数会影响 ipcf 周期时间， 每个客户端的传输时间约等于 2 ms。

这意味着通过 ipcf，基于二层的实时工业应用可以在几十毫秒的时间范围内通过 wlan 实现，profinet io设备的通信需求一般位于此时间范围内，ipcf 的工作特性能够很好的保证 profinet 在无线上的实时性。

2.2  ipcf-mc

 【 原理 】

ipcf-mc ：在客户端收到接入点发来的 ipcf查询，且存在与接入点的有效连接的情况下，客户端也会搜索潜在的合适接入点。这就意味着在需要切换到另一个接入点时，可以实现极快地切换。与ipcf 不同的是，ipcf-mc 的切换时间不取决于正在使用的无线信道数量。

使用 ipcf-mc 功能时，需要接入点具有两个无线接口。ipcf-mc以不同方式使用接入点的两个无线接口：一个接口作为管理信道运行，以较短间隔发送带有管理信息（例如，数据信道的信道设置和ssid）的信标信号。另一个接口（数据信道）仅传输用户数据。

【 配置示例 】

不同 ap 的管理信道需要位于相同频段：

不同 ap 的数据信道需要位于不同频段，不能互相干扰：

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ifeatures 与 profinet io 应用

profinet 是一种开放的基于工业以太网的产品标准，profinet io被设计用于实时数据交换，因此对于网络的实时性有严格的要求。

wlan 网络基于共享介质，传统的 dcf的工作模式下，无线设备很难和接入点之间保持一个固定的数据更新时间，尤其是在无线设备比较多的情况下，dcf的竞争机制无法满足profinet 高实时性的要求，因此 profinet io 通信在标准 wlan网络中仅能在有限的或特定的条件下实现。

通过西门子 scalance w 系列产品专有的 ifeatures 功能 ipcf 和ipcf-mc，能够确保无线接入点和客户端之间保持一个相对固定的刷新间隔，这样的工作模式能够大大确保 profinet的实时通信，而且快速漫游的特性，确保漫游过程不会导致 profinet 的掉站。

由此可见，ifeatures 功能为 profinet 在无线上的应用提供了有力的保证！