“安利”一对好“CP”：SCALANCE X200RNA + SCALANCE W700

1、本文格式为Word版，下载可任意编辑“安利”一对好“CP”：SCALANCE X200RNA + SCALANCE W700 去年在看央视的一档文化消遣节目中，第一次听到“安利”作动词使用，也第一次听到了不是作为通信板卡用的“CP”。节目里说到这两词的是一对95后高校生，他们给自己的组合起了个少见的名字叫“碔砆”。为此我特地上百度查了下这三个词“安利、CP、碔砆”，终于知道了其含义。当我准备写这篇文章的时候，脑子里一下就冒出这几个词，好像不用这几个词不足以表达我推举的这对产品组合的诚意。言归正传，来看看今日要安利的这对CP吧，它们不是碔砆，是真玉。先来看看SCALANCE X200RNA。在这

2、里RNA是Redundant Network Access(冗余网络访问)三个单词首字母的缩写。它在西门子SCALANCE X200系列交换机里是特别的一类，其支持IEC62439-3里定义的的PRP（并行冗余协议）或HSR（高可用性无缝环网协议）。国际电工委员会的IEC62439标准定义的是基于以太网的工业通讯网络高可用性自动网络，我们熟知的MRP（介质冗余协议）就在该标准的其次部分里描述定义。在该标准的第三部分里定义的PRP 和HSR协议其应用领域是具有高牢靠性要求且依靠于网络高可用性的分布式实时网络。 与传统的容错网络相比，PRP和HSR可供应无扰动冗余。 假如网络中存在中断，该冗余过程

3、允许保持数据通信，不会中断。与之相比其它冗余过程会有一个重新组态网络的时间，例如 200 ms（MRP）或 300 ms（高速冗余）。SCALANCE X200RNA依据采纳的是PRP或者HSR，以及是否为EEC（Enhanced Environmental Conditions，增加环境条件）而分为不同的订货号，选购时留意。其形状如下图，左侧为一般的SCALANCE X204RNA，右侧为SCALANCE X204RNA EEC。图1. SCALANCE X204RNAPRP 使用由标准网络组件组成的并行独立网络。通过SCALANCE X-200RNA，不具有 PRP 功能的节点或整个网段可

4、以连接到PRP网络，其典型网络结构如下图。一个节点要发送的数据帧C经过SCALANCE X200RNA后，会被复制成两份，分别通过两个相互独立的局域网A和B传输，到达对方的SCALANCE X204RNA交换机时，它会将先到达的数据帧转发给目的设备而丢弃后到达的数据帧。 图2.SCALANCE X200RNA PRP网络结构HSR通信的冗余则是通过环网式结构实现的。通过SCALANCE X-200RNA，不具有 HSR 功能的节点或整个网段也可以连接到HSR网络。其典型网络结构如下图。一个节点要发送的数据帧C经过SCALANCE X200RNA后，会被复制成两份，在环网上往两个方向传输，到达对

5、方的SCALANCE X204RNA交换机时，它会将先到达的数据帧转发给目的设备而丢弃后到达的数据帧。 图3. SCALANCE X200RNA HSR网络当然，支持PRP或HSR的设备不只有SCALANCE X200RNA，还有其它如CP443-1RNA、SOFTNET-IE RNA等，其网络结构也不只上面两种，还可以有许多变化，如RPR和HSR的耦合等等，此处不再赘述。接下来说说SCALANCE W700，这是西门子的工业无线局域网通信产品，在AGV、天车、立体仓库等有移动设备需要通信的场合被广泛的使用。 图4. SCALANCE W700对于SCALANCE W700，其新近发布的V6.

6、0版本固件里增加了一个新功能，那就是iPRP（工业并行冗余协议）。借助iPRP，可以在无线网络中使用 PRP 技术，也让SCALANCE X200RNA和SCALANCE W700成为一对好CP.这对好CP出场时的典型网络结构如下图： 图5. SCALANCE W700 iPRP应用网络结构接入点AP 1和AP 2通过支持VLAN功能的交换机与SCALANCE X200RNA相连。复制的PRP帧通过两个网络（LAN A 和 LAN B）发送至接入点。接入点接收 PRP 帧，通过两个不同的无线链路以不同的信道发送至接收方。客户端1和客户端2同时连接至不同的接入点。这两个客户端也通过支持VLAN的

7、交换机互连，并与SCALANCE X200RNA相连。SCALANCE X200RNA 会转发到达的第一个帧，并丢弃其次个 PRP 帧。同时冗余伙伴（AP1 和 AP2，或者客户端1和客户端2）彼此进行通信，以防止两个冗余 PRP 帧到达SCALANCE X200RNA的时间相差过大。上图中LAN A或LAN B里AP的数量可以是多个，其中的AP也可以选择有两个无线网卡的产品，如SCALANCE W788-2，一个网卡用于LAN A，另一个网卡用于LAN B。LAN A和LAN B可以采纳不同的天线来掩盖，如LAN A用RCOAX电缆，LAN B用全向天线。SCALANCE X200RNA+S

8、CALANCE W700带来的最大好处就是提高了无线的可用性。我曾在试验室里做过试验，将该方案用于PNIO通信。为了让信号较差，测试时在AP和客户端上都没有安装天线。LAN A的AP和客户端采纳2.4GHz频段的12信道，使能iPCF,信号强度约-67dbm. 图6. 示例LAN ALAN B的AP和客户端采纳5GHz频段的36信道，不使能iPCP,信号强度约-66dbm 图7.示例LAN B试验时，这两个信道都存在同频干扰，只是5GHz频段干扰较少。PNIO看门狗设置为4ms*3=12ms 图8. 示例PNIO刷新时间在此条件下，假如只使用LAN A，在2分钟内通信故障20次。假如只使用LAN B，在10分钟内通信故障4次