工業Wifi無線設備的漫遊技術

上期我們介紹了企業級無線與工業級無線間的差異，但其實不同品牌的工業級無線之間也有顯著的區別。本期我們主要聊一聊常見的工業級AP在漫遊切換上的差別，通過漫遊的主導方式、幾家主流品牌的快速漫遊切換機制、影響漫遊的因素等幾方面進行闡述。

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漫遊的主導方式

首先無線通訊中最主要的角色是AP與Client，所以按照主導漫遊的角色區分，最常見的兩種漫遊方式就是AP端主導的漫遊和Client端主導的漫遊。

基於控制器的漫遊

AP端主導漫遊原理是當AP檢測到接入的Client信號弱於設定值時，主動斷開與Client的連接，優點是對Client端沒有特定的要求，適合於各種手持終端等設備，漫遊的快慢取決於Client端無線重連能力。西門子、科洛理思的AP設備都具有這種功能。

基於客戶端的漫遊

而Client端主導的漫遊是通過Client端檢測並比較附近AP信號強度和差值，主動發起漫遊，通常會比AP主導漫遊的方式高效，並且漫遊時間相近延時和丟包更少。但要求使用具備主導漫遊功能的Client端。

基於客戶端的漫遊 & 基於控制器的漫遊

快速切換的漫遊技術

由於工業環境對穩定性要求嚴格，目前主流方案都使用Client端主導的漫遊方式。而Client端的漫遊也有快速切換的技術，市面上大部分常用的無線品牌都有它們自己的機制，但這些機制的核心判斷方式是一樣的。

Korenix Surper Roaming技術

如Korenix的Surper Roaming功能來說，其需要設置的關鍵參數有：

Client開始掃描候選AP的閾值（根據信噪比SNR或者當前接入AP的信號強度判斷）；

切換AP的閾值（當新掃描到的可用AP信號大於設定值時切換至新AP）；

支持漫遊AP的信道（Client只會在設定信道中選擇切換的AP，最多支持選擇3個信道，選擇過多的信道也會增加漫遊時的判斷時間）；

Korenix快速漫遊技術過程

具體的漫遊過程為：當AP的信號降低時，首先根據設定的信號強度或信噪比決定掃描候選AP的時機，完成身份驗證，再通過AP之間的差值判斷是否切換。除科洛理思外，MOXA、西門子、赫斯曼也都有類似的機制。

Siemens iFeatures技術

另外，西門子還有其私有的iFeatures協議。使用該協議可以開啟iPCF功能，通過類似查詢的方式平均分配給接入設備200ms數據通訊時間，來保證無論Client設備信號強弱和距離遠近，Client端都能穩定接入和足夠的傳輸帶寬，以此達到類似負載均衡的功能。由於iFeatures是西門子私有協議，只有西門子設備才能使用，所以比其他無線穩定性與安全性更高一些，並且兼容Profinet等其它西門子通訊協議。

西門子iFeatures功能界面

影響漫遊的因素

上面我們已經聊了各家工業無線的漫遊技術，但在實際使用中，漫遊的效果好壞又取決於什麼？接下來我們就討論影響漫遊效果的幾個重要因素。

1.漫遊時的信號強度

通常我們認為信號在-70~-75dB需要漫遊，但實際如果需要Client端快速切換建議設定的信號強度是-65~-70dB左右。原因一是因為無線產品快速切換的演算法需要建立在信號穩定的基礎上，如果當前接入的AP信號不穩定，漫遊計算時就會出現波動造成額外的計算量，漫遊效率會相應降低。原因二是當開始掃描周圍AP時，會佔用一定的網卡性能，會導致原來的連接延遲增加並出現波動，如果這時信號較弱也有可能出現掉線、漫遊失敗的情況。

2.加密認證

為了保證網路的安全性，AP一般都會設置加密，目前常用的加密認證方式有wap2-psk等。這些加密認證其實也會影響漫遊的速度，在認證的過程中Client普遍會出現高延時的情況，通常會伴隨1~2個丟包。而要解決這個問題，一般建議不設置加密，使用開放的系統模式。如果擔心安全的問題，可以設置為不廣播SSID。另外也可以使用西門子等使用私有協議的無線，使用私有協議不需要加密，理論上也不會受到認證的影響。

3.兼容性與信噪比

不同品牌的無線設備軟體演算法會有所不同，即使是相同的加密方式也有可能出現認證失敗的情況。企業級與工業級設備由於側重點不同，更容易發生兼容性的問題，導致有時候漫遊切換會失敗。另外有時候信號雖然很好，但漫遊時會出現延時和丟包的情況，這可能就是因為信噪比太低。信噪比指信號與環境中雜訊的比值，比值越高，信號受到的干擾越小、質量越好，漫遊更穩定，切換速度也會更快。

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