Для офисных компонентов WLAN существуют всемирно признанные стандарты, однако если их предполагается использовать в условиях производства или на улице, то следует обратить особое внимание на такие качества, как надежность, прочность и безопасность. Поскольку производители оборудования для промышленного применения изначально рассчитывают на суровые условия эксплуатации, их компоненты для промышленных беспроводных локальных сетей (Industrial Wireless LAN, IWLAN), как правило, имеют специальную конструкцию в рассчете на установку вне помещений. Иногда предпринимаются и дополнительные меры предосторожности.
В РЕАЛЬНОМ МАСШТАБЕ ВРЕМЕНИ
В отношении детерминированной передачи критически важных данных для беспроводных технологий, применяемых в промышленном окружении, действуют те же требования, что и для проводных. Поэтому точки доступа и клиентские модули некоторых производителей предусматривают возможность связи в режиме реального времени и в среде IWLAN. Современные стандартные продукты WLAN поддерживают «качество сервиса» (Quality of Service, QoS) в соответствии со стандартом IEEE 802.11e, благодаря чему могут предоставлять приоритет сообщениям в зависимости от их важности. Некоторые точки доступа IWLAN резервируют определенную пропускную способность для избранных пользователей.
Если к беспроводной технологии предъявляются еще более высокие требования, то IWLAN от Siemens, к примеру, реализует метод, обеспечивающий передачу данных в течение нескольких миллисекунд. В отличие от WLAN стандарта IEEE 802.11, точки доступа с помощью механизма iPCF (Industrial Pointed Coordinated Function) сами регулируют, когда и как долго клиент может отправлять или получать данные. На основе таблицы MAC-адресов они определяют, какие клиенты с ними связаны и в каком количестве, а затем опрашивают их по очереди контролируемым образом (coordinated). Это позволяет реализовать детерминированное и короткое время отклика даже в сложных промышленных условиях.
В случае применения за пределами здания защита данных от прослушиваний и их конфиденциальность настолько же важны, как и для компонентов офисной среды. Многие устройства соответствуют актуальным стандартам по безопасности WLAN. Например, Siemens делает ставку на использование IEEE 802.11i, усовершенствованного стандарта шифрования (Advanced Encryption Standard, AES), а также режима аутентификации IEEE 802.1X.
ПРОЧНОСТЬ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ
Однако решающим критерием для наружной эксплуатации служит прочность корпуса. Возможности легкого и быстрого монтажа недостаточно: компоненты должны быть защищенными от ударов и вибрации и соответствовать, как минимум, стандарту IP65 (см. Рисунок 1 и врезку «Другие производители продуктов IWLAN»). Если производитель использует пластиковые корпуса, то они должны выдерживать воздействие прямых солнечных лучей. Продукция некоторых поставщиков пригодна даже для использования в условиях пустыни: в этом случае применяется специальный пластик, по-скольку сильное ультрафиолетовое солнечное излучение разрушает многие виды обычных материалов.
Кроме того, вне помещения, как правило, отмечаются значительные температурные колебания. По этой причине Siemens проектирует свои компоненты IWLAN в рассчете на эксплуатацию в диапазоне от -400C
до +700C.
В зимнее время вблизи дорог особенно важно, чтобы уличные точки доступа или клиенты WLAN не разрушались под воздействием солевых реагентов и ржавчины. Соответствующие директивы для корпусов разработаны американской компанией Underwriters Laboratories (UL). К примеру, о стойкости к соли можно говорить, если все подключения и соединения располагаются внутри точки доступа, а металлические компоненты, соединительные элементы и опциональные принадлежности (подача питания и т.д.) защищены от соленой воды и от ржавчины.
Поскольку большинство наиболее распространенных антенн не соответствуют описанным требованиям в плане пыле- и влагозащиты, то оправдано использование точек доступа с антенной, встроенной в корпус. Это повышает ударопрочность и общую защиту всей системы WLAN от вандализма.
Не менее важным фактором является ветер. Устройства должны прочно и надежно крепиться на всех опорах или стенах. Вариант энергоснабжения по-средством технологии Power over Ethernet по стандарту IEEE 802.3af позволит минимизировать накладные расходы на прокладку внешней проводки.
ЦЕНТРАЛИЗОВАННО УПРАВЛЯЕМЫЕ WLAN C МНОЖЕСТВОМ ТОЧЕК ДОСТУПА
Создание беспроводной сети на обширной территории, к примеру, на парковочной площадке, требует наличия большого количества точек доступа. Управление ими сложно и отнимает много времени. Для таких случаев оправдано использование системы, оснащенной централизованным контроллером WLAN. С его помощью администратор может осуществлять не только настройку точек доступа и управление ими, но и разделять инфраструктуру на логические сети (виртуальные сетевые службы —Virtual Network Services, VNS), а также назначать каждому участнику разные наборы услуг, требований по безопасности и возможностей доступа.
Таким образом, различные группы пользователей (администраторы, сотрудники или «гости») смогут делить между собой одну сеть. Кроме того, в пределах одной инфраструктуры обеспечивается функционирование таких разнообразных услуг, как голосовые приложения, Internet или программируемые логические контроллеры. Для приложений с особенно высокими требованиями к надежности система контроллеров WLAN должна быть избыточной, что также реализуемо.
ПЕРСПЕКТИВЫ: ДАЛЬНЕЙШЕЕ РАЗВИТИЕ СТАНДАРТИЗАЦИИ
Стандартизация IEEE 802.11 еще не завершена. Так, все еще ожидаются расширения для быстрого роуминга (IEEE 802.11r), особенно в сфере промышленного использования. Многие производители, стремясь обеспечить непрерывность соединения при переходе из одной ячейки в другую, до сих пор делают ставку на такие технологии, как Rapid Roaming.
Комитеты по стандартизации продолжают работу по повышению пропускной способности (IEEE 802.11n) и созданию ячеистых сетей (IEEE 802.11s). Что же касается прочности, то производители заняты поиском решений для автоматизации процессов во взрывоопасных областях Зоны 1. Эта сфера предъявляет повышенные требования не только к аппаратному обеспечению в целом, но и к подбору отдельных компонентов, таких как самозащищенные конденсаторы, реостаты и диоды.
Манфред Вольф — менеджер по продукции IWLAN в подразделении промышленной связи Simatic Net компании Siemens. Дальнейшую информацию можно найти по адресу: http://www.siemens.com/scalance.
Другие производители продуктов IWLAN
Помимо Siemens, в сфере IWLAN работают такие известные компании, как Hirschmann и Moxa. К выставке технологий электрической автоматизации SPS/IPC/Drives 2007, прошедшей в ноябре в Нюрнберге, Hirschmann приурочила выпуск системы WLAN BAT54-F,которая соответствует степени защиты IP67 и, в дополнительной версии, пригодна для использования во взрывоопасной Зоне 2. Вместе с корпусом из нержавеющей стали она весит 5 кг.
Как и устройства от Siemens, WLAN BAT54-F может использоваться в качестве точки доступа и клиента. Двухдиапазонная точка доступа от Hirschmann работает на частотах 2,4 ГГц и 5 ГГц, а также поддерживает IEEE 802.11 a/b/g/h/i. Устройство может крепиться на стены или опоры и пригодны для эксплуатации при температуре от -200C до +600С. Помимо этого, оно удовлетворяет всем требованиям по ударопрочности, устойчивости к вибрациям и электромагнитному излучению. Встроенная функция быстрого роуминга (Fast Rouming) обеспечивает бесперебойное соединение при переходе из одной ячейки доступа в другую. Кроме того, интерфейсы WLAN и локальных сетей спроектированы избыточными. Система поддерживает стандартные механизмы шифрования и аутентификации согласно IEEE 802.11i и 802.1X. Далее, с помощью встроенного брандмауэра, а также серийно устанавливаемого маршрутизатора IP и сервера DHCP администратор может, к примеру, отделять и надежно защищать сегменты сети. Настройка и диагностика системы осуществляется через браузер, сеанс Telnet или программное обеспечение на базе Windows. Кроме того, в нее встроены функции QoS согласно IEEE 802.11e.
На выставке SPS/IPC/Drives компания Moxa представила свою точку доступа для наружного применения, устойчиво работающую при любых погодных условиях. Moxa AWK-1200 тоже соответствует IP68/67 и функционирует при температурах от -200C до +700С. Согласно данным производителя, устройство защищено от воды, грязи, пыли, сотрясений и ударов.